(讲义)第5章 第3节 基础课时6 无机非金属材料-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

第三节　无机非金属材料 基础课时6　无机非金属材料 1．了解硅酸盐制品的生产原料及主要成分，培养“宏观辨识与社会责任”的核心素养。 2．了解新型无机非金属材料的性质，感受科学技术的重大应用，培养“科学探究与科学态度”的核心素养。 3．了解硅及其重要化合物的基本性质，培养“宏观辨识与变化观念”的核心素养。 4．归纳总结常见无机间的转化及应用。 知识点一　硅酸盐材料——传统无机非金属材料 无机非金属材料一般含有硅、氧元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 1．硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，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。其结构示意图为。 2．硅酸盐材料 产品 原料 主要设备 主要成分 用途 陶瓷 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) — 硅酸盐 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 玻璃 (普通) 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 Na2SiO3、 CaSiO3、 SiO2 建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等 水泥 石灰石、黏土、 适量石膏 水泥 回转窑 硅酸盐 建筑和水利工程 3．特种玻璃 在玻璃中加入 的元素或物质 玻璃特性 用途 含铅原料 光学玻璃：透光性好，折射率高 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 硼酸盐 耐化学腐蚀、耐温度急剧变化 制造可用于实验室使用的玻璃仪器 金属氧化物或盐 彩色玻璃 用于建筑和装饰 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。 (√) (2)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。 (√) (3)水泥中的石膏调节水泥的硬化速率。 (√) (4)水泥、沙子和碎石等与水混合形成混凝土。 (√) (5)陶瓷一般不导电，可以生产绝缘材料。 (√) 知识点二　新型无机非金属材料 1．硅和二氧化硅 (1)硅元素的存在与结构 存在 原子结构 示意图 周期表 中位置 含量 存在形态 地壳中居第二位 氧化物和硅酸盐 第三周期、第ⅣA族 (2)硅的导电性 硅处于金属与非金属的过渡位置，其单质导电性介于导体与绝缘体之间，是重要的半导体材料。 (3)单质硅的制备 (4)硅和二氧化硅的用途 2．新型陶瓷 (1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 3．碳纳米材料 碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。 结构特点 应用 富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代 米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)二氧化硅可制造光导纤维，用于导电。 (×) (2)碳化硅和氮化硅是两种新型材料。 (√) (3)富勒烯、碳纳米管和石墨烯的主要成分都是碳单质。 (√) (4)硅是制备光导纤维和光电池的材料。 (×) 高纯硅制备和含硅物质的主要化学性质 1．高纯硅的制备流程图 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 2．含硅物质的主要化学性质拓展归纳 注意：(1)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存，氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于玻璃制品蚀刻花纹。 (2)强碱溶液不能用玻璃塞试剂瓶保存，应用橡胶塞。 (3)水玻璃在空气中变质生成沉淀。 1．下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起 B　[玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误。] 2．(素养题)多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示；下列说法错误的是(　　) A．Y可能是H2 B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 C．SiHCl3中硅元素的化合价为＋4价 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应 B　[Y能够还原SiHCl3为硅单质，则Y可能是H2，A正确；制取粗硅的过程中焦炭与石英会