课时精讲08 新型无机非金属材料-2022-2023学年高一化学同步课时核心考点讲与练（人教2019必修第二册）

第五章 化学工生产中的非金属元素 第三节 无机非金属材料 课时精讲08 新型无机非金属材料 【目标导航】 1．了解并掌握硅、二氧化硅的性质，了解二者在生产、生活中的应用。 2．了解新型无机非金属材料在生产、生活中的应用。 【知识导图】 一、硅和二氧化硅 1．硅元素的存在与结构 存在 原子结构 示意图 周期表 中位置 含量 存在形态 地壳中居第 ________位 ________ ________ ________ ________ 2．单质硅的制备： 3．硅和二氧化硅的用途 (1)硅晶体的导电性介于________和________之间，是重要的________，应用于电子工业。 (2)光导纤维的主要成分为________，光导纤维________能力很强，可制作光缆。 二、新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(SiC)俗称________，具有类似金刚石的结构，硬度________。 材料类别 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 压电陶瓷 具有电学特性 钛酸钡陶瓷 声呐系统、气象探测等 透明陶瓷 具有光学特性 氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷 高压钠灯、激光器和高温探测窗等 超导陶瓷 具有超导性 超导陶瓷 电力、交通、医疗等 三、碳纳米材料 碳纳米材料主要包括________、________、________等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列________分子的总称，C60是富勒烯的代表物。 (2)碳纳米管可以看成是由________卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的________石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 【小试牛刀】 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物。(　　) (2)高纯硅可用于制造太阳能电池，高纯二氧化硅可用于制造光导纤维。(　　) (3)水晶、玛瑙、电子芯片等主要成分都是SiO2。(　　) (4)用粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应。(　　) (5)新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。(　　) (6)高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点。(　　) (7)石墨烯是新型纳米材料，具有优良的导电性能和机械性能。( ) (8)碳和硅在周期表中位于同一主族，性质相似，因此“碳基”芯片有望替代硅基心片。( ) (9)氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷均为新型无机非金属材料。( ) (10)天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料。( ) 考点一 硅和二氧化硅 【例1】我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是(　　) A．晶体硅和金刚石的物理性质相似 B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵 D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 【答案】A 【解析】晶体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大；硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱反应；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。 【例2】纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是( )　 A．X可用作木材防火剂 B．步骤II的反应是Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3↓+ Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D．步骤 Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行 【答案】D 【解析】分析流程知反应Ⅰ为，反应Ⅱ为，反应Ⅲ为。A、X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，正确；B、步骤II的反应是Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3↓+ Na2SO4，正确；C、碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，正确；D、步骤 Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，错误。 【解题技法】 硅与二氧化硅性质不能混淆 (1)不要混淆硅和二氧化硅的用途：用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是Si