第14讲 无机非金属材料-【学考复习】2024年高中化学学业水平考试必备考点归纳与测试（新教材专用）

第14讲 无机非金属材料 目录 1 1 考点一　传统无机非金属材料 1 考点二　硅和二氧化硅 2 考点三　新型无机非金属材料 3 4 6 1．知道传统的无机非金属材料陶瓷、玻璃、水泥的制备原料、成分及其主要应用。 2．结合具体实例了解新型无机非金属材料的结构特点、性能及其主要应用。 3．了解制备高纯度硅的化学原理。 4．能从材料组成的角度对生活中常见的材料进行分类，能根据使用需求选择适当的材料能解释使用注意事项，并能科学合理使用。 考点一　传统无机非金属材料 1．硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了 ，每个Si结合 个O， 在中心， 在四面体的4个顶角。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 、 溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 2．无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为 非金属材料和 非金属材料两种，其中传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，通常包括 、 和 三种。 陶瓷 玻璃 水泥 原料 _ 及其他辅料 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 成分 普通玻璃： 性能 应用 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿和卫生洁具等 生产建筑材料、光学仪器、和各种器皿，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 【温馨提示】传统无机非金属材料都是以含硅物质为原料，经过高温发生复杂的物理、化学变化制成，产品都为硅酸盐。 【典例分析】 【例1】（甘肃省2022年夏季普通高中学业水平合格性考试）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列不属于传统无机非金属材料的是 A．玻璃 B．水泥 C．陶瓷 D．石墨烯 【例2】（河北省2022年普通高中学业水平合格性考试）下列属于传统无机非金属材料的是 A．单晶硅 B．石墨烯 C．普通玻璃 D．二氧化硅 【例3】（山东省2022年普通高中学业水平合格性考试）随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系。下列物质中属于新型无机非金属材料的是 A．水泥 B．普通玻璃 C．石墨烯 D．陶瓷 考点二　硅和二氧化硅 (1)硅的存在与性质 ①硅在自然界主要以 和 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 ，与氯气反应生成 。 (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=== ； ③具有氧化性：SiO2＋2C ； ④特性：SiO2＋4HF=== 。 【典例分析】 【例1】（云南省2023年春季学期期末普通高中学业水平考试）2023年《自然》刊载了我国科研人员研发的一种薄如纸、可弯曲折叠的太阳能电池的研究成果。下列物质用于制作太阳能电池的是 A．二氧化硅 B．碳化硅 C．硅酸钠 D．硅单质 【例2】（2023年四川省高中学业水平考试）下列物品中，含有硅单质的是 A．有机玻璃 B．石英钟表 C．计算机芯片 D．水晶镜片 【例3】（2022年宁夏普通高中学业水平考试）下列物质中，可用于制造光导纤维的材料是 A．陶瓷 B．二氧化硅 C．聚乙烯 D．铜合金 考点三　新型无机非金属材料 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在 上有很大的变化，在 等方面具有很多新的特性和功能。 (2)常见的新型陶瓷 新型材料 成分 性能 主要应用 金刚砂 碳化硅(SiC) 硬度大、耐高温、抗氧化 磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料 高温结 构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗领域等 (3)碳纳米材料 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 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，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，具有高的强度和优良的电学