5.3无机非金属材料 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

无机非金属材料（答案） 学习要点： 考点01 硅 考点02 二氧化硅 考点03 硅酸及硅酸盐 考点04 无机非金属材料的分类 考点05 硅及其化合物的相互转化 考点01 硅 一、物理性质 硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔沸点高、硬度大、有脆性； 硅是半导体材料，高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，可用作芯片、太阳能电池板。 二、化学性质 （1）与绝大多数酸均不反应，但能与氢氟酸反应:Si+4HFSiF4↑+2H2↑ （2）能与强碱反应，例如NaOH：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑ 注： Si 作还原剂， H2O 作氧化剂 （3） 能与非金属单质反应 与F2反应不需要条件：Si+2F2SiF4 与Cl2反应需要加热：Si+2Cl2SiCl4 与O2反应需要加热：Si+O2SiO2 与C反应需要高温：Si+CSiC（金刚砂） （4）工业提取Si 粗硅，实际掺杂了焦炭；提纯过程：C与HCl不反应，SiHCl3 熔点-126.5℃，沸点 33℃ ①SiO2+2CSi+2CO↑ ②Si+3HClSiHCl3+H2 ③SiHCl3+H2Si+3HCl 注意： ①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出这一过程的化学方程式:SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl+H2↑ ②H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是发生爆炸 ③流程中的H2和HCl可循环利用，通过调控反应温度能改变反应②和反应③的进行方向 【例01】5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量。而制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3(沸点：31.85℃，SiHCl3遇水会剧烈反应，除生成H2SiO3、HCl外，还生成一种气体a)与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是（ ） A．实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管 B．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、温度高于32℃的温水 C．将I装置中稀硫酸改用浓硫酸，会使反应速率加快 D．高温下，a气体的还原性强于硅 考点02 二氧化硅 一、物理性质 无定形SiO2为白色粉末，SiO2晶体是无色透明的。熔点高、难溶于水。 石英、玛瑙、沙子的主要成分均为SiO2；SiO2可用作光导纤维（“光纤”）、石英坩埚、石英玻璃。 二、化学性质 ①酸性氧化物： 与NaOH反应：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O 与Na2O反应：SiO2＋Na2ONa2SiO3 与CaO反应：SiO2+CaOCaSiO3 ②特性：与HF反应 SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O（可以用来雕刻玻璃） ③氧化性 与C反应：SiO2+2CSi+2CO↑ (工业制备粗硅) ④与盐反应 与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ （不是强酸制弱酸，是产生气体，熵增效应） 注意：Na2SiO3的水溶液又俗称“水玻璃”，水玻璃属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）。 与CaCO3反应：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ （不是强酸制弱酸，是产生气体，熵增效应） 注：SiO2与Na2CO3、CaCO3的反应可以用来制备玻璃。玻璃主要成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。 【例题02】 问题1：SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗? SiO2不属于两性氧化物。SiO2 能与氢氟酸反应，但SiF4不是盐。 问题2：能否用玻璃试剂瓶盛放氢氟酸? 若不能，写出化学方程式，简述理由。 不能，玻璃中含有二氧化硅，能被氢氟酸腐蚀。 化学方程式为：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O 问题3:为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液? NaOH能与磨口玻璃塞中的SiO2反应，生成具有黏性的Na2SiO3，把瓶塞与瓶口黏结在一起。 化学方程式为：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O 问题4：SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3？由SiO2如何来制取H2SiO3？写出相关化学方程式。 不能，因为SiO2与水不反应。 SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3 ↓ （强酸制备弱酸，酸性：H2CO3>H2SiO3） 【例题03】据报道，科学家通过对稻壳进行控制性热解，可从中提取一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸 C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强 D．水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐 考点03 硅酸 1、 硅酸（H2SiO3）： (1)难溶于水，酸性比碳酸弱，其酸性不能使石蕊溶液变红 Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3 ↓ （现象：生成白色胶状沉淀） (2)与碱（NaOH）反应 H2SiO3 + 2NaOHNa2SiO3 + 2H2O (3)不稳定，受热易分解 H2SiO3H2O + SiO2 【例题04】纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　)。 A.X可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4 C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行 【例题05】SiCl4易水解，能够产生沉淀和酸雾，写出化学方程式。 SiCl4 + 3H2OH2SiO3↓ + 4HCl 或SiCl4 + 4H2OH4SiO4↓ + 4HCl 【例题06】用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，能达到实验目的的是（ D ） 选项 a中试剂 b中试剂 c中试剂 实验目的 装置 A 浓硫酸 酸性溶液 验证具有漂白性 B 浓硝酸 淀粉KI溶液 验证的氧化性 C 稀盐酸 溶液 验证元素非金属性： D 浓硫酸 蔗糖 溴水 验证浓硫酸的强氧化性 【例题07】氟硅酸钾(K2Si6F)常用于木材防腐和陶瓷制造，一种以石英砂和氢氟酸为原料制备氟硅酸钾的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)K2SiF6中Si元素的化合价为 。 (2)“还原1”中，发生反应的化学方程式为 。 (3)“还原2”中，发生反应的H2与SiHCl3的物质的量之比为 。 (4)“转化2”中发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉淀”后，分离出K2SiF6的操作为 ，该操作需要使用的玻璃仪器有 。 (6)该工艺中可循环使用的物质 (填化学式)。 (7)写出氢氟酸的一种用途： 。 【答案】(1)+4 (2) (3)1：1 (4) (5) 过滤 漏斗、烧杯和玻璃棒 (6)H2、HCl (7)雕刻玻璃 考点04 无机非金属材料的分类 说明：本节内容重点背诵，出选择题 ①传统的无机非金属材料(硅酸盐) 传统的无机非金属材料多数为硅酸盐材料，包括：玻璃、陶瓷、水泥 产品 主要成分 主要设备 原料 用途 陶瓷 含水的铝硅酸盐 陶瓷窑 黏土 主要成分： 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 普通玻璃 Na2SiO3、 CaSiO3、 SiO2 玻璃窑 石英砂、 纯碱、 石灰石 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，还可制造玻璃纤维 水泥 硅酸三钙、 硅酸二钙、 铝酸三钙 水泥回转窑 黏土、 石灰石、 适量石膏 建筑和水利工程 注：(1)制造玻璃的原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化。制得的玻璃是混合物，没有固定的熔点。 (2) 钢化玻璃与普通玻璃的主要成分完全相同，制作工艺不同。 (3) 普通玻璃或玻璃成分为硅酸盐，石英玻璃成分为SiO2。 (4)生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如， 铅→光学玻璃（透光性好， 折射率高） 硼酸盐→实验室使用的玻璃仪器（耐化学腐蚀、 耐温度急剧变化） 金属氧化物或盐→彩色玻璃 ②新型无机非金属材料(Si和SiO2；新型陶瓷；碳纳米材料) 1. Si和SiO2 Si：芯片、太阳能电池板 SiO2：石英、玛瑙、沙子、石英坩埚、石英玻璃、光导纤维（“光纤”） 2. 新型陶瓷 类型 组成 性能 用途 高温结 构陶瓷 碳化硅(俗称金刚砂)、氮化硅或某些金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐磨蚀等 火箭或汽车的发动机、高温电极材料 压电 陶瓷 钛酸盐和锆酸盐等 实现机械能与电能的相互转化 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 或氮化铝、氟化钙 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 YBa2Cu3O7-δ Bi2Sr2Ca2Cu3O10 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 在某一临界温度下电阻为零,具有超导性 电力、交通、医疗等领域 3.碳纳米材料 例子：富勒烯（例如C60）、碳纳米管、石墨烯， 富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。 碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、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。 无机非金属材料汇总（以下内容重点背诵，出选择题。) 实例 成分 原料 传统无机非金属材料 陶瓷 含水的铝硅酸盐 黏土 玻璃 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 石英砂、纯碱、石灰石 水泥 硅酸二钙、 硅酸三钙、 铝酸三钙 黏土、石灰石、石膏 新型无机非金属材料 Si 芯片、太阳能电池板 SiO2 石英、玛瑙、沙子、石英坩埚、石英玻璃、光导纤维（“光纤”） 新型陶瓷 高温结构陶瓷 碳化硅(俗称金刚砂)、氮化硅或某些金属氧化物 压电陶瓷 钛酸盐和锆酸盐等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇或氮化铝、氟化钙 超导陶瓷 YBa2Cu3O7-δ Bi2Sr2Ca2Cu3O10 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 碳纳米材料 富勒烯（例如C60）、碳纳米管、石墨烯， 【例题08】(1)下列物品或设施:a.砖瓦　b.太阳能电池　c.陶瓷餐具　d.石英钟 e.光导纤维 ①使用了硅单质的是　　 b 　 (填字母,下同)。  ②使用了硅酸盐材料的是　　ac　 。 ③使用了二氧化硅的是　　 de 　。 【例8变式】下列物品或设施使用了硅酸盐材料的是 ( C 　) ①陶瓷餐具　②砖瓦　③混凝土桥墩　④门窗玻璃 ⑤水晶镜片　⑥石英钟　⑦水晶项链　⑧硅太阳能电池　⑨光导纤维　⑩计算机芯片 A.⑧⑩ B.⑤⑥⑦⑨ C.①②③④ D.②④⑥ 【例题09】“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(　C　)。 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 考点05 硅及其化合物的相互转化 SiO2+2CSi+2CO↑ （氧化产物为CO） Si+3HClSiHCl3+H2 SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl+H2↑ Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑ SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O （硅酸钠的水溶液又称“水玻璃”） Si+O2SiO2 Si+2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si+4HCl Si+4HFSiF4↑+2H2↑ SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ （产生气体，熵增） SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（产生气体，熵增） Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3 ↓ （现象：生成白色胶状沉淀；酸性:H2CO3>H2SiO3） H2SiO3 + 2NaOHNa2SiO3 + 2H2O H2SiO3H2O + SiO2 作业 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。 (　　) (2)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。 (　　) (3)汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土。 (　　) (4)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐。 (　　) (5)光电池可以将光能直接转化为电能。 (　　) (6)Si是太阳能电池和光导纤维的主要成分。 (　　) (7)碳化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承。 (　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√　(8)× 2.下列含硅物质:①硅酸钙CaSiO3,②长石KAlSi3O8,③石棉CaMg3Si4O12,它们在组成上有什么相同点? 【答案】都是由硅、氧和金属元素组成的化合物,共同的物质类别是硅酸盐。 3.现代工业制玻璃时除了用纯碱、石英之外,还用到了石灰石。试写出反应的化学方程式。 【答案】Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 4.二氧化硅是一种酸性氧化物。实验室中要熔化烧碱固体,现有三种坩埚:石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚,你认为应该选哪一种?简述选择的依据。 【答案】选择铁坩埚。铁不与烧碱(NaOH)反应,而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2,能与NaOH反应,使得坩埚受损。 5.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之”“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”“浇水转泑(主要为青色)与造砖同法”。下列说法错误的是(　A　)。 A.沙子和粘土的主要成分为硅酸盐 B.“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理和化学变化 C.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦 D.粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 6.下列物质中,按某分类标准能与玻璃、水泥、陶瓷归为一类的是(　A　)。 A.砖瓦 B.光导纤维 C.水玻璃 D.晶体硅 7.下列关于硅的叙述,不正确的是(　C　)。 A.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,在常温下不与任何物质反应 D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属单质反应 8.下列叙述正确的是(　C　) A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者的物理性质相似 B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+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,所以二氧化硅属于两性氧化物 9.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　D　)。 A.X可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4 C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行 10.对于反应SiO2+3CSiC+2CO↑,下列有关叙述正确的是(　C　)。 A.反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂 B.硅元素被还原,碳元素被氧化 C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 11.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋混凝土、7000多块铝板和1200多块玻璃等建成。 (1)生产硅酸盐产品水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是　　　　　。制备普通玻璃的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 由化学方程式　　　　(填“能”或“不能”)判断出酸性:H2SiO3>H2CO3。 (2)作场馆建筑材料黏合剂和防火剂的硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。 ①硅酸钠在空气中易与二氧化碳和水反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀,写出其反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 由此得出酸性:H2SiO3　　　　(填“>”或“<”)H2CO3。 ②写出硅酸钠和盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑),婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B.高岭土为含水的铝硅酸盐 C.n=3 D.我国在新石器时代已能烧制陶器 【答案】(1)石灰石　CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑　不能 (2)①Si+CO2+H2OH2SiO3↓+C　< ②Si+2H+H2SiO3↓ (3)ABD 【解析】(3)根据化合物中正负化合价代数和为0的原则:n×(+3)+2×(+4)+5×(-2)+4×(-1)=0,解得n=2,C项错误。 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 无机非金属材料（学案） 学习要点： 考点01 硅 考点02 二氧化硅 考点03 硅酸及硅酸盐 考点04 无机非金属材料的分类 考点05 硅及其化合物的相互转化 考点01 硅 一、物理性质 硅是带有金属光泽的 ，熔沸点 、硬度 、有脆性； 硅是 材料，高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，可用作 。 二、化学性质 （1）与绝大多数酸均不反应，但能与氢氟酸反应: （2）能与强碱反应，例如NaOH： 注： 作还原剂， 作氧化剂 （3） 能与非金属单质反应 与F2反应不需要条件： 与Cl2反应需要加热： 与O2反应需要加热： 与C反应需要高温： （4）工业提取Si 粗硅，实际掺杂了焦炭；提纯过程：C与HCl不反应，SiHCl3 熔点-126.5℃，沸点 33℃ ① ② ③ 注意： ①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出这一过程的化学方程式: ②H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是 ③流程中的 可循环利用，通过 能改变反应②和反应③的进行方向 【例01】5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量。而制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3(沸点：31.85℃，SiHCl3遇水会剧烈反应，除生成H2SiO3、HCl外，还生成一种气体a)与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是（ ） A．实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管 B．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、温度高于32℃的温水 C．将I装置中稀硫酸改用浓硫酸，会使反应速率加快 D．高温下，a气体的还原性强于硅 考点02 二氧化硅 一、物理性质 无定形SiO2为 ，SiO2晶体是 。熔点 、 溶于水。 的主要成分均为SiO2；SiO2可用作 （“光纤”）、 、 。 二、化学性质 ①酸性氧化物： 与NaOH反应： 与Na2O反应： 与CaO反应： ②特性：与HF反应 （可以用来 ） ③氧化性 与C反应： （ ） ④与盐反应 与Na2CO3反应： （不是强酸制弱酸，是产生气体，熵增效应） 注意：Na2SiO3的水溶液又俗称 ，水玻璃属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 与CaCO3反应： （不是强酸制弱酸，是产生气体，熵增效应） 注：SiO2与Na2CO3、CaCO3的反应可以用来制备玻璃。玻璃主要成分为 。 【例题02】 问题1：SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗? 问题2：能否用玻璃试剂瓶盛放氢氟酸? 若不能，写出化学方程式，简述理由。 问题3:为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液? 问题4：SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3？由SiO2如何来制取H2SiO3？写出相关化学方程式。 【例题03】据报道，科学家通过对稻壳进行控制性热解，可从中提取一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸 C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强 D．水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐 考点03 硅酸及硅酸盐 1、 硅酸（H2SiO3）： (1) 溶于水，酸性比碳酸弱，其酸性 使石蕊溶液变红 （现象： ） (2)与碱（NaOH）反应 (3)不稳定，受热易分解 【例题04】纯二氧化硅可用下列流程制得。 下列说法不正确的是(　 　) A.X可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4 C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行 【例题05】SiCl4易水解，能够产生沉淀和酸雾，写出化学方程式。 【例题06】用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，能达到实验目的的是（ ） 选项 a中试剂 b中试剂 c中试剂 实验目的 装置 A 浓硫酸 酸性溶液 验证具有漂白性 B 浓硝酸 淀粉KI溶液 验证的氧化性 C 稀盐酸 溶液 验证元素非金属性： D 浓硫酸 蔗糖 溴水 验证浓硫酸的强氧化性 【例题07】氟硅酸钾(K2Si6F)常用于木材防腐和陶瓷制造，一种以石英砂和氢氟酸为原料制备氟硅酸钾的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)K2SiF6中Si元素的化合价为 。 (2)“还原1”中，发生反应的化学方程式为 。 (3)“还原2”中，发生反应的H2与SiHCl3的物质的量之比为 。 (4)“转化2”中发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉淀”后，分离出K2SiF6的操作为 ，该操作需要使用的玻璃仪器有 。 (6)该工艺中可循环使用的物质 (填化学式)。 (7)写出氢氟酸的一种用途： 。 考点04 无机非金属材料的分类 说明：本节内容重点背诵，出选择题 ①传统的无机非金属材料(硅酸盐) 多数为硅酸盐材料，包括： 产品 主要成分 主要设备 原料 用途 陶瓷 陶瓷窑 主要成分： 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 普通玻璃 玻璃窑 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，还可制造玻璃纤维 水泥 硅酸三钙、 硅酸二钙、 铝酸三钙 水泥回转窑 建筑和水利工程 注：(1)制造玻璃的原料熔融后发生了复杂的 。制得的玻璃是混合物， 。 (2) 钢化玻璃与普通玻璃的主要成分 ，制作工艺不同。 (3) 普通玻璃或玻璃成分为 ，石英玻璃成分为 。 (4)生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如， →光学玻璃（透光性好， 折射率高） →实验室使用的玻璃仪器（耐化学腐蚀、 耐温度急剧变化） →彩色玻璃 ②新型无机非金属材料(Si和SiO2；新型陶瓷；碳纳米材料) 1. Si和SiO2 Si： SiO2： 2. 新型陶瓷 类型 组成 性能 用途 高温结构陶瓷 (俗称 )、 氮化硅或某些金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐磨蚀等 火箭或汽车的发动机、高温电极材料 压电陶瓷 等 实现机械能与电能的相互转化 滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 或 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 YBa2Cu3O7-δ Bi2Sr2Ca2Cu3O10 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 在某一临界温度下电阻为零,具有超导性 电力、交通、医疗等领域 3.碳纳米材料 例子： 是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。 可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的 大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 是只有 的单层石墨，其独特的结构使其 。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、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。 无机非金属材料汇总（以下内容重点背诵，出选择题。) 实例 成分 原料 传统无机非金属材料 硅酸二钙、 硅酸三钙、 铝酸三钙 新型无机非金属材料 Si SiO2 新型陶瓷 碳化硅(俗称 )、氮化硅或某些金属氧化物 钛酸盐和锆酸盐等 氧化铝、氧化钇或氮化铝、氟化钙 YBa2Cu3O7-δ Bi2Sr2Ca2Cu3O10 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 碳纳米材料 【例题08】(1)下列物品或设施:a.砖瓦　b.太阳能电池　c.陶瓷餐具　d.石英钟 e.光导纤维 ①使用了硅单质的是　　 　 (填字母,下同)。  ②使用了硅酸盐材料的是　　 　 。 ③使用了二氧化硅的是　　 　。 【例8变式】下列物品或设施使用了硅酸盐材料的是 ( 　) ①陶瓷餐具　②砖瓦　③混凝土桥墩　④门窗玻璃 ⑤水晶镜片　⑥石英钟　⑦水晶项链　⑧硅太阳能电池　⑨光导纤维　⑩计算机芯片 A.⑧⑩ B.⑤⑥⑦⑨ C.①②③④ D.②④⑥ 【例题09】“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 考点05 硅及其化合物的相互转化 作业 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。 (　　) (2)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。 (　　) (3)汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土。 (　　) (4)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐。 (　　) (5)光电池可以将光能直接转化为电能。 (　　) (6)Si是太阳能电池和光导纤维的主要成分。 (　　) (7)碳化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承。 (　　) 2.下列含硅物质:①硅酸钙CaSiO3,②长石KAlSi3O8,③石棉CaMg3Si4O12,它们在组成上有什么相同点? 3.现代工业制玻璃时除了用纯碱、石英之外,还用到了石灰石。试写出反应的化学方程式。 4.二氧化硅是一种酸性氧化物。实验室中要熔化烧碱固体,现有三种坩埚:石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚,你认为应该选哪一种?简述选择的依据。 5.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之”“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”“浇水转泑(主要为青色)与造砖同法”。下列说法错误的是(　　)。 A.沙子和粘土的主要成分为硅酸盐 B.“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理和化学变化 C.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦 D.粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 6.下列物质中,按某分类标准能与玻璃、水泥、陶瓷归为一类的是(　　)。 A.砖瓦 B.光导纤维 C.水玻璃 D.晶体硅 7.下列关于硅的叙述,不正确的是(　　)。 A.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,在常温下不与任何物质反应 D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属单质反应 8.下列叙述正确的是(　　) A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者的物理性质相似 B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+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,所以二氧化硅属于两性氧化物 9.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　)。 A.X可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4 C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行 10.对于反应SiO2+3CSiC+2CO↑,下列有关叙述正确的是(　　)。 A.反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂 B.硅元素被还原,碳元素被氧化 C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 11.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋混凝土、7000多块铝板和1200多块玻璃等建成。 (1)生产硅酸盐产品水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是　　　　　。制备普通玻璃的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 由化学方程式　　　　(填“能”或“不能”)判断出酸性:H2SiO3>H2CO3。 (2)作场馆建筑材料黏合剂和防火剂的硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。 ①硅酸钠在空气中易与二氧化碳和水反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀,写出其反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 由此得出酸性:H2SiO3　　　　(填“>”或“<”)H2CO3。 ②写出硅酸钠和盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑),婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B.高岭土为含水的铝硅酸盐 C.n=3 D.我国在新石器时代已能烧制陶器 学科网（北京）股份有限公司第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$