微专题03 无机非金属材料-2022-2023学年高一化学期中期末复习微专题（人教版2019必修第二册）

微专题03 无机非金属材料 考点1　硅酸盐材料 [典例1]过量的泥沙、纯碱、石灰石熔融后生成(　　) ①水泥　②玻璃　③瓷器　④混凝土　⑤一种硅酸盐产品 A．①和④ B．②和⑤ C．③ D．② [答案]B [解析]本题主要考查了硅酸盐材料的制备和用途，泥沙的主要成分是SiO2和硅酸盐，SiO2、纯碱、石灰石可制玻璃，而玻璃是硅酸盐产品之一，故正确答案为B。 [典例2]下列对制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是(　　) A．生产设备相同 B．原料中均有石灰石 C．反应都在高温下进行 D．发生的都是复杂的物理变化和化学变化 [答案]A [解析]水泥和玻璃的原料中均含有石灰石，但生产设备不同，水泥为水泥回转窑，而玻璃为玻璃熔炉。 三种常见的硅酸盐产品——玻璃、水泥、陶瓷 玻璃 水泥 陶瓷 原料 纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2) 主要原料：石灰石、黏土；辅助原料：适量的石膏 黏土 设备 玻璃窑 水泥回转窑 — 主要 成分 硅酸钠(Na2SiO3)、 硅酸钙(CaSiO3)、 二氧化硅(SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3) 成分复杂 特点 玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品 具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬 抗氧化、 抗酸碱腐 蚀、耐高 温、绝缘 [典例3]硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式来表示它们的组成，如Mg2SiO4的氧化物形式表示为2MgO·SiO2； Al2Si2O5(OH)4(高岭石)的氧化物形式表示为Al2O3·2SiO2·2H2O。有资料显示，三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)可用于治疗胃酸过多的疾病，是因为该物质难溶于水，服用后能中和胃酸，而且作用持久。 (1)三硅酸镁的化学式改写成氧化物的形式为 。 (2)三硅酸镁中和胃酸(HCl)的化学反应方程式为 。 [解析]由题中列举的硅酸盐的表示形式可知，三硅酸镁的化学式改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。由2MgO·3SiO2·nH2O知，三硅酸镁跟盐酸的反应可看做是“MgO”与“HCl”的反应。 [答案] (1) 2MgO·3SiO2·nH2O。 (2)2MgO·3SiO2·nH2O＋4HCl===2MgCl2＋3H2SiO3＋(n－1)H2O。 核心素养 硅酸盐(如Na2SiO3) (1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 (2)与酸反应： ①与盐酸反应的化学方程式： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 ②与CO2反应的化学方程式： Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 (3)硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO·3MgO·4SiO2。 提醒：①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。 ②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。 考点2　新型无机非金属材料 [典例4]硅单质及其化合物应用范围广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯度硅。三氯硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图所示： ①由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为 。 ②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出发生反应的化学方程式 。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能造成的后果是 。 (2)光伏产业需二氧化硅作为原料生成晶体硅，下列说法正确的是 (填字母)。 A．利用二氧化硅可开发导电材料 B．芯片的主要成分是二氧化硅 C．二氧化硅与氧化钙的反应产物为玻璃的主要成分之一 D．二氧化硅能与水反应生成硅酸 [解析](1)①反应物为SiHCl3、H2，生成物为Si(纯)、HCl：SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。②SiHCl3和H2O发生氧化还原反应生成H2：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3(胶体