第07讲 无机非金属材料-【帮课堂】2022-2023学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第07讲 无机非金属材料 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 1．了解无机非金属材料的主要性能和用途。 2．了解常见硅酸盐产品的组成。 3．掌握硅酸钠的性质和用途。 4．掌握硅和二氧化硅的性质，了解硅和二氧化硅的用途。 1．能列举、描述、辨识无机非金属材料。 2．能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类，并合理使用。 3．能说明无机非金属材料的应用对社会发展的价值。 ( 知识精讲 ) 知识点01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 1．无机非金属材料 （1）组成元素：多含有___、___等元素。 （2）分类：______无机非金属材料、______无机非金属材料。 （3）性能：具有耐______、抗______、硬度______等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 （4）应用领域：日常生活应用、航空、航天、信息和新能源等领域。 2．传统无机非金属材料——硅酸盐材料 （1）硅酸盐及其结构 ①概念：硅酸盐是由___、___和______等元素组成的化合物的总称。 ②结构：Si和O构成了硅氧______，许多这样的四面体通过顶角的___相互连接。 ③特性：硅酸盐材料大多具有硬度___、熔点___、___溶于水、化学性质___、耐___等特点。 （2）常见的硅酸盐材料 项目 陶瓷 玻璃 水泥 主要成分 成分复杂 _____、_____和_____ 硅酸三钙（__________）、硅酸二钙（__________）、铝酸三钙（__________） 生产原料 _____ （含水的铝硅酸盐） _____、_____、_____ 主要原料：_____、_____ 辅助原料：适量的_____ 主要设备 _________ _________ _________ 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 【即学即练1】下列物质中，不含硅酸盐的是（ ）。 A．水玻璃 B．硅芯片 C．黏土 D．普通水泥 知识点02 高纯度含硅元素的材料——硅和二氧化硅 1．硅的存在、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 _______和_______ _______ 第___周期、第___族 2．高纯硅的制备 （1）流程 （2）反应 ①______________________________ ②______________________________ ③______________________________ 3．硅和二氧化硅的用途 （1）单质硅 ①信息技术：单质硅是应用最为广泛的__________材料，如硅晶片是生产_____的基础材料。 ②新能源技术：__________电池 （2）二氧化硅：用于生产__________。 4．新型陶瓷 （1）组成：不再限于传统的硅酸盐体系。 （2）特性和功能：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 （3）碳化硅（SiC）俗称_____，具有类似金刚石的结构，可用作磨料，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料等。 （4）常见的类型：_____陶瓷、_____陶瓷、_____陶瓷、_____陶瓷。 5．碳纳米材料 （1）富勒烯：由______构成的一系列笼形分子的总称，如C60，可以制碳纳米材料。 （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，比表面积大，有相当高的______和优良的______性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 （3）石墨烯：只有__________________厚度的单层石墨，电阻率_____、热导率_____，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究在不断深入。 【即学即练2】2021年，我国航空航天事业取得了辉煌成就。下列成就所涉及的材料为半导体材料的是（ ）。 A．“天问一号”探测器使用的复合材料——SiC增强铝基复合材料 B．“天舟三号”货运飞船使用的质量轻强度高的材料——铝合金 C．“长征五号”运载火箭使用的高效清洁的液体燃料——液氢 D．“神舟十三号”载人飞船使用的太阳能电池材料——砷化镓 ( 能力拓展 ) 考法01 硅和二氧化硅的性质及应用 【典例1】（2022·陕西榆林高一上学期期末）工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图： 已知：SiCl4熔点为－70.0℃，沸点为57.7℃，且遇水易水解。 （1