第4章 第13讲 无机非金属材料（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁科版 新教材 新高考）

第4章　非金属及其化合物 第13讲　无机非金属材料 复习目标 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。 2.认识碳、硅及其重要化合物在生产中的应用。 　硅、二氧化硅和硅酸 1.硅单质的性质和用途 2.二氧化硅的性质和用途 3.硅酸的性质与制备 (1)高纯硅常用于制造太阳能电池，二氧化硅用于制造光导纤维(　　√　　) (2)SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，故SiO2属于两性氧化物(　　×　　) (3)玻璃中的SiO2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸蚀刻制造工艺玻璃(　　√　　) (4)将CO2通入Na2SiO3溶液中，产生白色胶状H2SiO3沉淀，则酸性：H2CO3＞H2SiO3(　　√　　) (5)H2SiO3可溶于水，不稳定，受热易分解(　　×　　) 考向1　硅及其化合物的性质与用途 【例1】下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是(　　) A.硅在自然界中以硅酸盐和氧化物的形式存在 B.利用二氧化硅的半导体性能制成光电池 C.硅的化学性质稳定，不与任何物质反应 D.二氧化硅是一种酸性氧化物，不能与酸反应 A　解析：硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以硅酸盐和氧化物两种稳定物质存在，A正确；硅是半导体材料，用于制造光电池的是晶体硅，二氧化硅常被用来制造光导纤维，B错误；硅与氢氟酸(HF)反应生成SiF4和H2，C错误；SiO2是一种酸性氧化物，但具有与氢氟酸反应的特性。 考向2　高纯硅的工业制备流程及分析 【例2】“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法不正确的是(　　) A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2 B.上述流程中，HCl和H2可以循环利用 C.从基本反应类型角度，反应①②③均为置换反应 D.从能量变化角度，由反应②③推测，反应③是放热反应 D　解析：反应①中SiO2与C反应生成Si和CO，氧化剂是SiO2，还原剂是C，据得失电子守恒可知，SiO2和C的物质的量之比为1∶2，A正确；反应②中消耗HCl生成H2，反应③中消耗H2生成HCl，故流程中HCl和H2可以循环利用，B正确；反应①②③均符合“单质＋化合物===新单质＋新化合物”，故属于置换反应，C正确；反应③在1 100 ℃下，SiHCl3与H2生成高纯硅和HCl的反应为吸热反应，D错误。 硅和二氧化硅化学性质的共性及特性 1.(2023·山东日照检测)下列物质的变化，不能一步实现的是(　　) A.Na2SiO3―→H2SiO3 B.H2SiO3―→SiO2 C.SiO2―→H2SiO3 D.SiO2―→Na2SiO3 C　解析：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl、H2SiO3SiO2＋H2O、SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；A、B、D三项物质转化均能一步实现；C项，SiO2不溶于水，也不能与水反应，SiO2不能一步转化为H2SiO3。 2.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备： SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯) 下列说法不正确的是(　　) A.步骤①反应的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑ B.步骤①中每生成1 mol Si，转移4 mol电子 C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料 D.SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3 A　解析：二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，A错误；步骤①中Si元素的化合价由＋4价降低到0价，故生成1 mol Si时转移电子数为4 mol，B正确；高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，C正确；SiHCl3和SiCl4的沸点相差30 ℃以上，两种液体可以采用蒸馏的方法分离，D正确。 　无机非金属材料 1.传统硅酸盐材料 (1)三种常见硅酸盐材料比较 物质 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 主要成分 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 — (2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 2.新型无机非金属材料 随着信息科学、能源技术、航天科技、生物工程等现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊