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必考点03 无机非金属材料
题型一 硅酸盐材料
例题1:下列说法正确的是( )
A.某黄色溶液与淀粉-KI溶液混合后呈蓝色,说明该溶液一定是氯水
B.NaOH溶液可盛放在带磨口玻璃塞的玻璃瓶中,也可盛放在带橡胶塞的玻璃瓶中
C.若用制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后再通入
D.由可知,硅酸的酸性强于碳酸
例题2:湖南省博物院被国家文物局列为首批“国家一级博物馆”,现有院藏文物18万余件。下列文物的主要成分为硅酸盐材料的是( )
文物
选项
A.黄纱地印花敷彩丝绵袍
B.商代象纹铜铙
C.褐斑贴花舞蹈人物瓷壶
D.文徵明行书诗轴
A.A B.B C.C D.D
【解题技巧提炼】
1.硅酸盐及其结构
(1)硅酸盐的概念:硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂,在自然界中广泛存在。
(2)硅酸盐的结构:在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体,其结构如图所示。每个Si结合4个O,Si在中心,O在四面体的4个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接,每个O为两个四面体所共有,与2个Si相结合。
(3)硅酸盐的特性:硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
2.常见的硅酸盐材料
陶瓷
普通玻璃
普通水泥
原料
黏土
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
设备
—
玻璃窑
水泥回转窑
主要
成分
成分复杂
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)
特点
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
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
用途
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具
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
题型二 新型无机非金属材料
例题1:氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料,下列说法正确的是( )
A.硅通常直接用作光导纤维的通信材料 B.氮化硅的摩尔质量:42
C.原子半径: D.硅在元素周期表中的位置为第三周期第VIA族
例题2:《厉害了,我的国》展示了中国五年来探索太空,开发深海,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头、5G技术等取得了举世瞩目的成就。下列说法不正确的是( )
A.中国深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷发动机属于新型无机非金属材料
B.华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SOC“麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅
C.2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯,石墨烯与金刚石互为同素异形体
D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是碳化硅
【解题技巧提炼】
1.硅和二氧化硅
(1)硅的存在与性质
①硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在;
②单质硅是应用最为广泛的半导体材料;
③高温下,硅能与氧气反应生成SiO2,与氯气反应生成SiCl4。
(2)二氧化硅的性质
①二氧化硅硬度大、熔点高,不溶于水;
②酸性氧化物:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O;
③具有氧化性:SiO2+2CSi+2CO↑;
④特性:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
2.新型陶瓷
(1)新型陶瓷与传统陶瓷相比,在成分上有很大的变化,在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)高温结构陶瓷——碳化硅(SiC)
碳化硅俗称金刚砂,它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成,与金刚石的结构类似,具有硬度大和优异的高温抗氧化性能。
3.碳纳米材料
(1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,如C50、C60、C70、C120等,其代表物是C60。
(2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径。比表面积大,具有高强度和优良的电学性能。
(3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其独特的结构使其电阻率低、热导率高,具有很高的强度。
题型一 硅酸盐材料
1.下列有关硅元素的叙述中,正确的是( )
A.光导纤维是以硅单质为主要原料制成的
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,主要以硅单质形式存在
C.陶瓷、玻璃、水晶灯都属于硅酸盐产品
D.硅在电子工业中是最重要的半导体材料
2.下列说法不正确的是( )
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,