无机非金属材料知识梳理与课后速测-2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修二

每一天都是决胜的关键，坚持就是胜利 第三节　无机非金属材料 知识点一　硅酸盐材料 1．无机非金属材料概述 2．硅酸盐材料 (1)硅酸盐的结构与性质特点 硅氧四面体的 结构示意图 结构 性质特点 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si 硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点 [知识拓展]　最简单的硅酸盐——Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可用作黏合剂和防火剂，其与少量CO2反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。 (2)常见的硅酸盐材料 物质 陶瓷 普通玻璃 普通水泥 原料 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2) 主要原料：石灰石和黏土 辅料：适量的石膏 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 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 【对点练习】 (1)硅酸盐结构较为复杂，大多易溶于水，化学性质稳定　(　　) (2)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(　　) (3)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　) (4)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化　(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√ 知识点二　新型无机非金属材料 1．硅和二氧化硅 (1)硅的结构与存在 原子结构 示意图 元素周 期表中 的位置 存在 含量 主要存在形态 第三周期、第ⅣA族 地壳中居第二位 氧化物(如水晶、玛瑙)和硅酸盐(如地壳中的大多数矿物) (2)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为 ①SiO2＋2CSi＋2CO↑； ②Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 (3)主要用途 ①利用高纯硅的半导体性能可以制造芯片和硅太阳能电池等。 ②SiO2可用来生产光导纤维。 2．新型陶瓷 新型 材料 成分 性能 主要应用 金刚砂 碳化硅 (SiC) 硬度很大、具有优异的高温抗氧化性能 用作磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等 高温结 构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 压电 陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 实现机械能和电能的相互转化 滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明 陶瓷 氧化铝、氧化钇等氧化物；氮化铝、氟化钙等非氧化物 具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 高压钠灯、激光器和高温探测窗等 超导 陶瓷 — 临界温度下具有超导性 电力、交通、医疗等领域 3.碳纳米材料 新型 材料 概念 性能 用途 富 勒 烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C60 — 制碳纳米材料 碳纳 米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能 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 电阻率低、热导率高，具有很高的强度 在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入 二氧化硅的化学性质 　 无机非金属材料 课后速测 1.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　) A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化 B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料 C.高品质的瓷器晶莹剔透,属于纯净物 D.陶瓷属于硅酸盐制品,耐酸碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸 2.下列有关物质的叙述中,错误的是(　　) A.碳酸钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中,氢氟酸通常保存在塑料瓶中 B.石灰石是制备玻璃、水泥的原料之一 C.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品 D.合金比它的各成分金属的熔点低,硬度大,电解氧化铝可以获得铝单质 3.下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( ) A.在粗硅的制取中发生反应，硅元素被还原，所以碳的还原性比硅的还原性弱 B.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C.用制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入 D.由可知，硅酸的酸性强于碳酸的酸性 4.有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是( ) A.自然界中存在大量硅单质 B.自然界中的硅易开采，且可再生 C.硅燃料