第4章 第14讲 无机非金属材料-【创新思维】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教单选版 新教材 新高考）

第四章　非金属及其化合物 第14讲　无机非金属材料 课程标准 1．了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途。 2．掌握硅和二氧化硅的性质及应用，了解高纯硅的制备。　 授课提示：对应学生用书第65页 考点一　硅和二氧化硅 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．硅单质 2．二氧化硅 [易错辨析]　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2气体。(　　) (2)Si是半导体材料，可用作太阳能电池。(　　) (3)SiO2与NaOH溶液、氢氟酸都可反应，所以SiO2是两性氧化物。(　　) (4)SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃。(　　) (5)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放。(　　) (6)因为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 1．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下： ①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl2SiCl4 ③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 关于上述反应的叙述不正确的是(　　) A．①③是置换反应，②是化合反应 B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅 C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子 D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅 解析：在氧化还原反应中，还原剂的还原性比氧化剂、还原产物的还原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28 g(1 mol)硅，均转移4 mol电子，C正确；题中的三个反应在三个不同反应器中发生，D错误。 答案：D 2．晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下： ①粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2； ②经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃下反应制得纯硅。 回答相关问题： (1)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 ℃)，只含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的方法为________________________。 (2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去)： ①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是________________________。 ②C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是________________________________________________。 答案：(1)蒸馏　(2)①排出装置内的空气，以防爆炸 ②水浴加热 考点二　无机非金属材料 1．传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 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 2.新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 3．碳纳米材料 (1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 (2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。 材料类型 性能 用途 碳纳米管 比表面积大，高强度，优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 电阻率低，热导率高，具有很高的强度 用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 [易错辨析]　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。(　　) (2)沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐。(　　) (3)碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作。(　　) (4)压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化。(　　) (5)石墨烯的电阻率低，热导率也低。(　　) (6)传统的无机非金属材料均为硅酸盐材料。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)× 一、传统无机非金属材料 1．(2023·安徽合肥模拟)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是(　　) A．黏土是制砖瓦和水泥的主要原料 B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化 C．沙子的主要成分为硅酸盐 D．泥坯烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 解析：由题目的“择取无砂粘土而为之”，说明黏土是制砖瓦和水泥的主要原料，选项A正确。“燃薪举火”是提供高温的环境，使黏土发生复杂的物理化学变化，选项B正确。沙子的主要成分为二氧化硅，选项 C错误。黏土中有一定量的Fe元素，泥坯烧制后自然冷却成红瓦(含氧化铁)，浇水冷却时C