5.3 无机非金属材料 导学案 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节　无机非金属材料 1. 认识传统无机非金属材料的类型和用途。 2. 认识新型无机非金属材料的类型和用途。 3. 知道单质硅的制取方法。 1. 查阅课本，了解传统无机非金属材料的类型、组成和用途，填写下表。 类型 组成 用途 2. SiO2是一种酸性氧化物，Na2SiO3的水溶液具有一定的黏合性。盛装碱性试剂(以NaOH溶液为例)的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞的原因是什么？ 1. 查阅课本，了解新型无机非金属材料的组成和用途，填写下表(可不填满)。 组成 用途 2. 画出硅的原子结构示意图。根据硅在元素周期表中的位置，解释硅成为信息技术关键材料的原因。 1. 自然界中硅元素的存在形式是什么？哪些物质的主要成分是二氧化硅？ 2. 半导体工业中有一句话：“从沙滩到用户。”只有高纯硅(杂质少于百万分之一)才具有良好的半导体性能，被广泛用作半导体材料。如图为制取高纯硅的流程示意图，其中第一步反应还有CO生成，写出图中所示反应的化学方程式。 1. 在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是(　　) A. 玛瑙　 B. 光导纤维 C. 太阳能电池 D. 水晶 2. 下列材料中，不属于无机非金属材料的是(　　) A. 铝合金　 B. 陶瓷　 C. 石墨烯　 D. 光导纤维 3. 将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是(　　) A. 铁坩埚　　 B. 石英坩埚　 　C. 铝坩埚　 　D. 以上都可以 4. 下面是金刚石、石墨、C60和碳纳米管的结构示意图。下列有关说法正确的是(　　) 金刚石 石墨 C60 碳纳米管 A. 这四种物质都很软，可作润滑剂　 B. 这四种物质碳原子的排列方式相同 C. 这四种物质的性质完全相同　 D. 这四种物质互为同素异形体 5. 下列物质的性质与应用对应关系正确的是(　　) A. 晶体硅硬度大，可用于制造光导纤维 B. 氢氟酸可与二氧化硅反应，可用于雕刻玻璃 C. 硅酸钠溶液具有碱性，可用作木材防火剂 D. 碳酸钠可溶于水，可用于除去铁屑表面的油污 6. 假如硅作为一种普遍使用的新能源被开发利用，你认为下列关于其有利因素的叙述中，错误的是(　　) A. 硅在常温下化学性质稳定，便于运输、贮存 B. 硅元素在自然界中以单质形式大量存在 C. 硅燃烧放出的热量多，燃烧产物对环境污染程度低 D. 硅燃烧后生成的二氧化硅，在一定条件可以“再生” 7. 晶体硅(熔点1 410 ℃)是信息技术的关键材料。其中一种由粗硅制纯硅的过程如下： Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯) (1) 粗硅制SiCl4的反应中，Cl2的作用是____________。 (2) 上述过程中发生反应的类型分别为____________________(填基本反应类型)。 (3) 理论上，消耗Cl2与H2的物质的量之比为________。 8. 单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过下图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物；Y为气态氢化物，分子组成与甲烷相似。 (1) 能与X发生化学反应的酸是________；由X制备Mg2Z的化学方程式为______________________________________________________________________。 (2) 由Mg2Z生成Y的化学方程式为__________________________。 (3) Y加热制取Z的过程中，若收集到生成物气体11.2 L(标准状况)，则可制得单质Z的质量为________。 第三节　无机非金属材料 【活动方案】 活动一：认识传统无机非金属材料的类型和用途 1. 类型 组成 用途 玻璃 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿；制造玻璃纤维 水泥 硅酸盐、石膏 建筑和水利工程 陶瓷 含水的铝硅酸盐 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 2. 磨口玻璃中的SiO2会被NaOH腐蚀，发生反应2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，长时间后，生成的Na2SiO3会将瓶口和瓶塞黏住。 活动二：认识新型无机非金属材料的类型和用途 1. 组成 用途 晶体硅 作半导体芯片、硅太阳能电池 SiO2 制作光导纤维 碳化硅 作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料 碳纳米材料(富勒烯、碳纳米管、石墨烯) 碳纳米管可用于生产复合材料、电池和传感器等；石墨烯可用于生产光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 2. 。硅在元素周期表中处于金属与非金属的过渡位置，晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。 活动三：认识单质硅的制取方法 1. 自然界中硅主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。砂子、石英、水晶、玛瑙的主要成分是SiO2。 2. SiO2＋2CSi＋2CO↑、Si＋3HClSiHCl3＋H2、SiHCl3＋H2 Si＋3HCl。 【课堂反馈】 1. C　2. A　3. A　4. D　5. B　6. B 7. (1) 作氧化剂　(2) 化合反应、置换反应　(3) 1∶1 8. (1) 氢氟酸　SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si (2) Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑ (3) 7 g 学科网（北京）股份有限公司 $$