第14讲 无机非金属材料-【学考一号】2023新教材高中化学学业水平复习方略课堂精讲

第 14 讲 无机非金属材料 知识点一 传统无机非金属材料 1. 硅酸盐的结构 在硅酸盐中袁Si和 O构成了 袁每个 结合 4 个 袁Si 在中心袁 在四面体的 4个顶角遥 硅氧四面体结构的特殊 性袁决定了硅酸盐材料大多具有硬度 尧 溶于水尧耐高温尧耐腐蚀等特点遥 2. 无机非金属材料根据组成尧性能和应用 的不同可分为 非金属材料和 无机非金属材料两种袁其中传统无机非金属材 料多为硅酸盐材料袁通常包括 尧 和 三种遥 知识点二 新型无机非金属材料 1. 硅的存在及高纯硅的制备 渊1冤存在院硅是一种亲氧元素袁在被氧气气 氛包围的地球上袁主要以硅酸盐和氧化物渊如 水晶尧玛瑙冤等形式存在袁没有游离态的单质 硅袁单质硅可以通过人工方法制得遥 渊2冤高纯硅的制备 淤制取粗硅院 曰于粗硅提纯院 曰 遥 2. 几种新型无机非金属材料 渊1冤硅和二氧化硅 淤高纯硅 性能 半导体 应用 制造芯片和 硅太阳能电池曰 于二氧化硅 性能 通信容量大尧抗干扰性 能好尧通信效率高 应用 光导纤维遥 渊2冤新型陶瓷 构·网络体系 学·知识清单 项目 陶瓷 玻璃 水泥 原料 黏土 纯碱尧石灰石尧石 英砂 石灰石尧黏土 及其他辅料 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 成分 要 普通玻璃院 Na2SiO3尧CaSiO3尧 SiO2 要 性能 硬度高尧熔点高尧难溶于水尧化学性质稳定尧耐 腐蚀等 应用 生产建筑 材料尧绝缘 材料尧日用 器皿和卫 生洁具等 生产建筑材料尧 光学仪器和各 种器皿袁制造玻 璃纤维用于高强 度复合材料等 大量用于建 筑和水利工 程 石 英 砂 1 800耀2 000 益 焦炭 粗 硅 300 益 HCl SiHCl3 1 100 益 H2 高 纯 硅 无机非 金属材料 硅尧二氧化硅尧新型陶瓷尧碳纳米材料 不一定是硅酸盐 原料尧设备尧性能尧应用陶瓷尧玻璃尧水泥 主要是硅酸盐 产品 成分 产品 成分 传统无机 非金属材料 新型无机 非金属材料 性能尧应用 SiH2SiHCl3HCl 300 益 粗硅 焦炭 1 800~2 000 益 石英砂硅的制备 1 100 益 第五章 化工生产中的重要非金属元素 殷 特 别 提 醒 殷 传统无机非金属材料大都以含硅物质为原料袁经过高 温发生复杂的物理尧化学变化制成袁产品大都为硅酸盐遥 新型 材料 成分 性能 主要应用 金刚 砂 碳化硅渊SiC冤 硬度大 尧 耐高温 尧 抗氧化 磨料尧耐高温结 构材料尧耐高温 半导体材料等 53 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 化学 渊3冤碳纳米材料 字键关 知识点一 1. 硅氧四面体 Si O O 高 难 2. 传统无机 新型 陶瓷 玻璃 水泥 知识点二 1. 渊2冤淤SiO2+2C 高温=Si+2CO尹 于Si+3HCl 高温=SiHCl3+H2 SiHCl3+H2 高温=Si+3HCl 新型 材料 结构特点 主要性能 主要应用 富勒 烯 碳原子构成 的一系列笼 形分子 要 工业材料袁应用 于电化学尧催化 剂尧化妆品尧抗癌 药物等 碳纳 米管 石墨片层卷 成的直径纳 米级的管状 物 比表面积大袁 具有相当高 的强度和优 良的电学性 能 生产复合材料尧 电池和传感器等 石墨 烯 一个碳原子 直径厚度的 单层石墨 电阻率低 尧 热导率高 尧 具有很高的 强度 应用于光电器 件尧超级电容器尧 电池和复合材料 等方面 殷 归 纳 总 结 殷 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非 金属材料 新型无机非金属材料 主要成分 硅酸盐 不一定是硅酸盐 主要特性 抗腐蚀尧耐高 温尧 质脆尧经 不起热冲击 大都强度高尧硬度大袁耐高 温袁另外还具有一定的电学特 性尧光学特性和生物功能等 新型 材料 成分 性能 主要应用 高温 结构 陶瓷 碳化硅尧氮化 硅尧金属氧化物 耐高温 尧 抗氧化 尧 耐腐蚀 用于火箭发动机尧 汽车发动机和高 温电极材料等 压电 陶瓷 钛酸盐尧锆酸 盐等 能实现机 械能和电 能的相互 转化 用于滤波器尧扬 声器尧超声波探 伤器和点火器等 透明 陶瓷 氧化铝尧氧化钇 等氧化物透明 陶瓷曰氮化铝尧 氟化钙等非氧 化物透明陶瓷 具有优异 的光学性 能尧 耐高 温尧 绝缘 性好 用于高压钠灯尧 激光器尧高温探 测窗等 超导 陶瓷 要 临界温度 下具有超 导性 用于电力尧交通尧 医疗等领域 续表 54 1援 光导纤维被广泛用于光缆通讯袁其主要成分 是 渊 冤 A援 CuO B援 Fe2O3 C援 Al2O3 D援 SiO2 2. 下列物质中按其成分能与玻璃尧水泥尧陶瓷 归于一类的是 渊 冤 A. 硅石 B. 碳化硅 C. 硅酸钠 D. 二氧化硅 3. 制取下列物质袁无需用到二氧化硅的是 渊 冤 A. 玻璃 B. 水泥 C. 粗硅 D. 光导纤维 4