5.3 无机非金属材料-【帮课堂】2023-2024学年高一化学同步学与练（人教版2019必修第二册）

第三节 无机非金属材料 第1课时 无机非金属材料 1．了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。 2．了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。 3．能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类。 一、硅酸盐材料 1．无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含_________等元素，具有_________、_________、_________等特点，以及特殊的_________、_________等性能。 2．硅酸盐及其结构 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了____________结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接，即每个Si结合_____个O，每个O结合_____个Si。 (2)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_______、_______溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 (3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称_________，具有黏结力强、耐高温等特性，可用作_________和_________。 硅酸钠溶液与CO2反应的化学方程式为_____________________________________________。 3．常见的硅酸盐材料 陶瓷 普通玻璃 普通水泥 原料 主要原料：____________， 辅助原料：适量的石膏 设备 陶瓷窑 主要成分 含水的铝硅酸盐 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) 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维等 大量用于建筑和水利工程 二、新型无机非金属材料 1．硅和二氧化硅 (1)硅 硅位于元素周期表第______周期、第______族，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最广泛的_________材料。 硅在自然界主要以_________ (如地壳中的大多数矿物)和_________（如水晶、玛瑙）的形式存在。 (2)高纯硅的制备 ①　　　　　　②　　　　　③ 其中涉及的主要化学反应为 ①____________________________________； ②____________________________________； ③____________________________________。 (3)硅和二氧化硅的用途 ①高纯硅广泛用于_____________和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制造____________和____________等。 ②SiO2用于生产____________。 2．新型陶瓷 (1)组成：不再限于传统的硅酸盐体系。 (2)特性和功能：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (3)常见的类型：____________陶瓷、_________陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 3．碳纳米材料 碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有广阔的前景，主要包括_________、_________、_________等。 ►问题一 硅酸盐材料 【典例1】“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　　) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C．硅酸盐制品的性质稳定、耐高温 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 【变式练1-1】陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 【变式练1-2】下列关于水玻璃的性质和用途的叙述不正确的是(　　) A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀 B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质 ►问题二 硅及其化合物 【典例2】下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，Si被还原，所以C的还原性大于Si B．Na2SiO3属于盐，不属于碱，所以Na2SiO