第16讲　无机非金属材料 学案-高三化学一轮复习

第四章 非金属及其化合物 第16讲 无机非金属材料（共1课时） [课标要求目标]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。 [重点难点]硅和二氧化硅的性质及应用 [教学过程] 一、硅单质 1．存在：硅单质主要有______和_________两大类。 2．物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点____，硬度____，有脆性。 3．化学性质 (1)常温下不活泼，可以与氟气、氢氟酸、碱反应，反应的化学方程式分别为： 与氟气：______________________________； 与氢氟酸：______________________________； 与碱：____________________________________。 (2)与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为________________________。 4．硅的工业制法及提纯 ①________________________； ②________________________；③______________________________。 5．用途(1)良好的半导体材料；(2)太阳能电池；(3)计算机芯片。 二、二氧化硅 1．存在(1)自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有______态，主要以氧化物和______的形式存在。(2)天然SiO2有______和______两种，统称硅石。 2．物理性质：熔点_____，硬度_____，难溶于水。 3．化学性质 (1)SiO2与氢氧化钠反应的化学方程式为______________________________。 (2)在高温条件下与碳酸钙反应的化学方程式为______________________________。 (3)在高温条件下与氧化钙反应的化学方程式为______________________________。 (4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为______________________________。 4．用途：光导纤维、光学仪器等。 [正误辨析]　 (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溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 (　　) (4)因为热稳定性：CH4>SiH4，所以非金属性：C>Si(　　) (5)SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃(　　) (6)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(　　) (7)高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”(　　) (8)SiO2是H2SiO3的酸酐，所以SiO2和水反应生成H2SiO3(　　) 三、硅酸盐材料 1．陶瓷：陶瓷以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。 2．玻璃：普通玻璃的主要成分为____________，它是以________________________为主要原料，经混合、粉碎，在__________中熔融，发生复杂的__________________而制得的。玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维，用于高强度复合材料等。 3．水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是__________________，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。 四、新型无机非金属材料 1．新型陶瓷：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 2．新型陶瓷的种类与用途 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等 压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域 3.碳纳米材料：碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料 (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，