内容正文:
大主题整合
(七)
无机非金属材料
化学品的合理使用
|课|标|要|求|
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。
2.结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性。
3.了解通过化学反应可以探索物质的性质,实现物质的转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用中的重要价值。
微课时突破 1 基础知识一课过
(零散知识系统化,为深化学习奠基)
一、
二、
逐点清(一) 碳族元素 硅和二氧化硅
三、
目 录
逐点清(二) 无机非金属材料
逐点清(三) 化学品的合理使用
四、
课时跟踪检测
逐点清(一) 碳族元素 硅和二氧化硅
1.碳族元素概述
(1)碳族元素:碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素,又称碳族元素,其价电子排布式为 。
(2)碳的单质
①碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为 。
②几种单质的结构特点
金刚石: 空间网状结构;石墨:平面 层状结构,C60是由60个碳原子形成的足球状分子晶体。
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系统知识
正四面体
正六边形
ns2np2
同素异形体
2.硅单质
硅酸盐
氧化物
2CO↑
3.二氧化硅
高
大
Na2SiO3+H2O
CaSiO3
Na2SiO3+CO2↑
SiF4↑+2H2O
光导纤维
4.硅酸和硅酸盐
(1)硅酸
弱
H2SiO3↓+Na2CO3
H2SiO3↓+2NaCl
H2SiO3 SiO2+H2O
(2)硅酸盐——硅酸钠
①性质
硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
与盐酸反应: ;
与CO2水溶液反应:
。
②用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
Si+2H+ === H2SiO3↓
Si+H2O+CO2(少量) === H2SiO3↓+C
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基点查清
1.(2025·辽宁沈阳检测)中华民族在五千年悠久的历史长河中,创造了无数灿烂的文化。
随着生产力的发展和人们
审美意识的不断提高,物
品的制作也有一个不断进
步和发展的过程。下列物
品主要由硅酸盐材料制成
的是 ( )
√
解析:汉代龙形玉觿的主要成分为玉石,是含有钠、钙、镁、铝等元素的硅酸盐产品,A正确;明金凤冠装饰品属于金属制品,B错误;清鎏金铜冠顶属于金属制品,C错误;民国花纹老银簪属于金属制品,D错误。
2.(2025年1月·八省联考四川卷)化学是新材料发展的基础,下列生产或应用中所用到的主要物质不属于无机非金属材料的是 ( )
A.芯片制造所用的硅晶片
B.潜艇降噪所用的橡胶消声瓦
C.耐高温陶瓷生产所用的碳化硅
D.通信信号传输所用的光导纤维
√
解析:芯片制造所用的硅晶片是单质硅,属于无机非金属材料,A不符合题意;橡胶是一种高分子有机化合物,B符合题意;碳化硅属于无机非金属材料,C不符合题意;光导纤维成分是二氧化硅,属于无机非金属材料,D不符合题意。
3.(2025·山东济南一模)下列叙述正确的是 ( )
A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似
B.因为CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强
C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂
D.SiO2既能和NaOH反应,又能和HF反应,所以SiO2属于两性氧化物
√
解析:CO2的熔、沸点低,可溶于水,SiO2的熔、沸点高,硬度大,不溶于水,两者都是酸性氧化物,和其物理性质没有因果关系,A错误;CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体,脱离反应体系,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3弱,B错误;SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质,不能说明SiO2是两性氧化物,D错误。
4.[双选]信息技术离不开芯片,现代芯片离不开高纯度的硅,工业上生产高纯硅的工艺流程如下:
则下列说法正确的是( )
A.工业上用焦炭还原石英砂制硅的反应为SiO2 +2C Si +2CO↑
B.高纯硅可以用于制备光导纤维
C.上述流程②③需在无氧条件下进行
D.上述流程中能循环利用的物质只有H2
√
√
解析:焦炭还原石英砂制备硅的反应为SiO2 +2C Si+2CO↑,故A正确;光导纤维的主要成分为SiO2,故B错误;为防止粗硅与氧气发生副反应和氢气与氧气高温发生爆炸,流程②③均需在无氧条件下进行,故C正确;流程②③分别会有H2和HCl副产物生成,所以整个流程中能循环利用的物质有H2 和HCl,故D错误。
逐点清(二) 无机非金属材料
产品 水泥 玻璃 陶瓷
原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 黏土
反应
原理 复杂的物理、化学变化 SiO2+Na2CO3 CO2↑+Na2SiO3;
SiO2+CaCO3 CO2↑+CaSiO3 复杂的物理、化学变化
主要
成分 3CaO·SiO2、
2CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3 Na2O·CaO·6SiO2 —
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系统知识
1.传统无机非金属材料
2.新型无机非金属材料
(1)新型陶瓷
组成 不再限于传统的硅酸盐体系
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
碳
化
硅 化学式 SiC
俗称 金刚砂
结构 碳原子和硅原子通过 连接,具有类似金刚石的结构,属于 晶体
性能、
用途 硬度大,用作砂纸、砂轮的磨料;具有优异的高温抗氧化性能,用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料
共价键
共价
(2)碳纳米材料
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
碳纳米管 由石墨片层卷成的管状物,其有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器
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
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基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·广东卷)制作日晷圆盘的石材,属于无机非金属材料 ( )
(2)(2024·天津卷)白釉龙柄联腹传瓶(隋),其材质是陶瓷,陶瓷属于无机非金属材料 ( )
(3)制造5G芯片的氮化铝晶体属于无机非金属材料 ( )
(4)石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一 ( )
(5)火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料 ( )
(6)冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料 ( )
(7)“神舟十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料 ( )
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2.(2025·江苏南京模拟)碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构的一维量子材料,具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入,其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于纳米管说法不正确的是 ( )
A.纳米管孔径较大,可以掺杂各种
金属原子,体现特殊的催化活性
B.碳纳米管拥有极高的熔点
C.纳米管是一种新型有机纳米材料
D.纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成
√
解析:纳米管孔径较大,有很强的吸附作用,可以掺杂各种金属原子,体现特殊的催化活性,故A正确;碳纳米管上每个碳原子采取sp2杂化,相互之间以C—C σ键结合起来,所以熔点高,故B正确;碳纳米管只由碳原子构成,属于单质,不是有机化合物,故C错误;碳纳米管可以看作是石墨烯片层卷曲而成,故D正确。
3.[双选]水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。用稻壳灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工艺流程如图所示:
下列说法正确的是 ( )
A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值
B.操作A与操作B完全相同
C.该流程中硅元素的化合价发生改变
D.反应器中发生的反应为非氧化还原反应
√
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解析:稻壳灰来源广泛,价格低廉,活性炭具有吸附性,有较高的经济价值,A正确;操作A为过滤,操作B为蒸发浓缩,是两种不同的操作,B错误;SiO2中硅元素的化合价是+4价,Na2SiO3中硅元素的化合价也是+4价,所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变,C错误;反应器中发生的反应为SiO2+2NaOH === Na2SiO3+H2O,此反应中没有元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,D正确。
4.(2025·天津河北区一模)氮化硅(Si3N4)因其在高温和高频条件下的优异性能,成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气(含N2和少量O2杂质)制备SiN4的操作流程如下,下列叙述不正确的是 ( )
已知:粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物;常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应。
A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO2
B.“高温氮化”反应的化学方程式为3Si+2N2 Si3N4
C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D.“稀酸Y”可选用稀硝酸
√
解析:石英砂为SiO2,SiO2与焦炭在高温下发生反应:SiO2+2C
Si+2CO↑,粗硅与氮气反应生成Si3N4,还含有Fe、Cu的单质及化合物,经过酸洗而除去,得到纯净的Si3N4。“还原”时焦炭主要被氧化为CO,A错误;“高温氮化”反应为硅与氮气反应生成Si3N4,化学方程式为3Si+2N2 Si3N4,B正确;原料气可以为空气,通过灼热的铜粉除去氧气得到氮气,故“操作X”为原料气通过灼热的铜粉,C正确;“酸洗”目的是除去Si3N4中含有的Fe、Cu的单质及化合物,Fe、Cu的单质及化合物可以与稀硝酸反应溶解,而Si3N4与稀硝酸不反应,故“稀酸Y”可选用稀硝酸,D正确。
逐点清(三) 化学品的合理使用
考虑因素 土壤 、作物营养状况,根据______________进行科学施用
过量施用
化肥的危害 ①部分化肥随着雨水流入河流和湖泊,造成
_______________,产生 等污染现象;
②不合理施用化肥会影响土壤的 和土壤_____
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系统知识
1.化肥、农药的合理施用
(1)化肥的合理施用
酸碱性
化肥本身的性质
水华
酸碱性
结构
水体富营养化
(2)农药的合理施用
①农药可能会破坏害虫与天敌之间的 ,一些害虫还会产生抗药性;
②蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,用药如不注意就会引起这些昆虫的大量死亡;
③农药施用方法、用量和时机不当,会造成土壤和作物的农药残留超标,以及大气、地表水和地下水的污染;
④农药的发展方向:高效→ → 。
生态平衡
低毒
低残留
按照来源 分为___________与___________
按照作用 分为抗酸药、解热镇痛药、抗生素、合成抗菌药、安眠药、镇静药、止泻药等
2.合理用药
(1)药物的分类
天然药物
合成药物
(2)阿司匹林
①阿司匹林的化学名称为 ,具有 作用;
②以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为
+ CH3COOH
[注意] 长期大量服用阿司匹林会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。
乙酰水杨酸
解热镇痛
3.食品添加剂的使用
(1)食品添加剂
为改善 和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。
(2)食品添加剂分类
按照来源 分为 和 合成
按照功能 分为着色剂、防腐剂、抗氧化剂等
食品品质
天然
人工
(3)常见食品添加剂
着色剂 增味剂 膨松剂 凝固剂 防腐剂 抗氧
化剂 营养
强化剂
β-胡
萝卜素 味精 NH4HCO3、
NaHCO3 盐卤 苯甲酸
及其钠盐 维生素C 碘酸钾
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基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)木糖醇可用作运动饮料的甜味剂 ( )
(2)“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛 ( )
(3)化肥的施用会造成土壤污染和水污染,但不会造成大气污染 ( )
(4)剧毒农药杀虫效果较好,在农业生产中应该大力提倡 ( )
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(5)西药是人工合成药,不能随便吃;中药是天然的,多吃少吃都没关系 ( )
(6)过量使用食品添加剂对人体有害,应禁止使用食品添加剂 ( )
(7)向豆浆中加入石膏溶液制成豆腐,主要利用石膏能使蛋白质变性的原理 ( )
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2.(2023·海南卷)化学的迅速发展为满足人民日益增长的美好生活需要做出突出贡献。下列说法不合理的是 ( )
A.为增强药效,多种处方药可随意叠加使用
B.现代化肥种类丰富,其施用方法依据对象营养状况而定
C.规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养所需
D.在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用
√
解析:多种处方药随意叠加使用,相互间可能发生化学反应,需要按照医嘱和药物说明进行使用,A错误;化肥的施用方法需依据对象营养状况针对性地选择不同的化肥,B正确;规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养所需,提高食品的口感,C正确;在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用,D正确。
3.下列有关食品中的添加剂不正确的是 ( )
A.做馒头时在面粉中添加少量NaHCO3,可以使馒头又松又软
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
C.牛奶中掺入三聚氰胺可以提高蛋白质含量
D.补血剂硫酸亚铁片与维生素C同时服用效果更佳
解析:三聚氰胺为有毒物质,牛奶中不能掺入此物质,C错误。
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|大|概|念|知|识|体|系|构|建|
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