第13講無機非金屬材料復

習

目

標1．了解硅酸鹽材料及新型無機非金屬材料的性質(zhì)和用途；2．掌握硅和二氧化硅的性質(zhì)及應用

，了解高純硅的制備?？键c一硅和二氧化硅必備知識整理1.硅單質(zhì)硅酸鹽氧化物

2．二氧化硅高大Na2SiO3＋H2OCaSiO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O光導纖維[正誤判斷]

(1)工業(yè)上用焦炭和二氧化硅制取粗硅時生成粗硅和CO2氣體(

)(2)Si是半導體材料，可用作太陽能電池(

)(3)SiO2與NaOH溶液反應生成鹽和水，也可以和氫氟酸反應，所以SiO2是兩性氧化物(

)(4)因為熱穩(wěn)定性：CH4>SiH4，所以非金屬性：C>Si(

)(5)SiO2能與HF反應，因此可用HF刻蝕玻璃(

)(6)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(

)(7)高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導纖維，光導纖維遇強堿會“斷路”(

)×√×√√×√對點題組訓練題組一硅的性質(zhì)與制法1．我國具有獨立知識產(chǎn)權的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關敘述正確的是(

)A．晶體硅的結構與金剛石類似B．晶體硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應C．晶體硅是一種良好的半導體材料，但是它提煉工藝復雜，價格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導電答案：A

蒸餾(2)用SiHCl3與過量H2，反應制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置已略去)：①在加熱D裝置前應先打開A裝置中分液漏斗的活塞，目的是________________________。②C裝置中燒瓶需要加熱，采用的方法是_________。排出系統(tǒng)內(nèi)的空氣，以防爆炸水浴加熱題組二二氧化硅的性質(zhì)與用途3．下列關于二氧化硅的說法正確的是(

)A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸B.二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜C．二氧化硅能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應D．用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當生成2.24L氣體(標準狀況)時，得到2.8g硅答案：C

答案：D考點二無機非金屬材料必備知識整理一、硅酸鹽材料1．陶瓷陶瓷以

(主要成分為含水的

)為主要原料，經(jīng)________燒結而成的。2．玻璃普通玻璃的主要成分為________________________，它是以__________________為主要原料，經(jīng)混合、粉碎，在

中熔融，發(fā)生復雜的__________________而制得的，玻璃可用于生產(chǎn)建筑材料、光學儀器和各種器皿，還可制造

，用于高強度

等。黏土鋁硅酸鹽高溫Na2SiO3、CaSiO3和SiO2純堿、石灰石和石英砂玻璃窯物理變化和化學變化玻璃纖維復合材料3．水泥普通硅酸鹽水泥的主要原料是______________，二者與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在___________中煅燒，發(fā)生復雜的物理變化和化學變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥

，再研成細粉得到普通水泥?；炷潦撬?、沙子和碎石等與水混合得到的。黏土和石灰石水泥回轉窯硬化速率二、新型無機非金屬材料1．新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學、熱學、電學、磁學等方面具有很多新的特性和功能。2．新型陶瓷的種類與用途材料類型主要特性示例用途高溫結構陶瓷耐高溫、抗氧化、耐磨蝕碳化硅、氮化硅與某些金屬氧化物等燒結而成火箭發(fā)動機的尾管及燃燒室、汽車發(fā)動機、高溫電極材料等壓電陶瓷實現(xiàn)機械能與電能的相互轉化鈦酸鹽、鋯酸鹽濾波器、揚聲器、聲吶探測器、點火器等透明陶瓷優(yōu)異的光學性能，耐高溫，絕緣性好氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氟化鈣高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等超導陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零

可用于電力、交通、醫(yī)療等領域3.碳納米材料碳納米材料是一類新型的無機非金屬材料(1)類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。(2)用途：在能源、信息、醫(yī)藥等領域有廣闊的應用前景。材料類型性能用途碳納米管比表面積大，高強度，優(yōu)良的電學性能生產(chǎn)復合材料、電池和傳感器等石墨烯電阻率低，熱導率高，具有很高的強度用于光電器件、超級電容器、電池和復合材料等

√×××√×√對點題組訓練題組無機非金屬材料的性質(zhì)及應用1．近年來科學家制造出大量的新物質(zhì)。石墨烯：從石墨中分離出來，是最薄、最堅硬的納米材料石墨炔：平面網(wǎng)狀結構的全碳分子，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性納米碳管：具有優(yōu)良的場發(fā)射性能，制作陰極顯像管、儲氫材料對上列三種物質(zhì)的相關說法錯誤的是(

)A．石墨烯具有良好的導電性B．上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜D．上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應，但反應產(chǎn)物不同答案：D2．“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是(

)A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽答案：C解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點高，C項正確；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸鹽，D項錯誤。3．下列說法不正確的是(

)A．SiO2能與HF反應，因此可用HF刻蝕玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料，化學式為Si3N4D．石英是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉化成電能答案：D解析：氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水，故HF可用于刻蝕玻璃，故A正確；鹽酸的酸性強于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸可制備硅酸凝膠，故B正確；根據(jù)N的非金屬性強于Si及化合物中正負化合價的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學式為Si3N4，故C正確；晶體硅是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉化成電能，而不是二氧化硅，故D錯誤。微點撥

硅及其化合物用途的易錯點(1)用作半導體材料的是晶體硅而不是SiO2，用于制作光導纖維的是SiO2而不是Si，計算機芯片的成分是晶體硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、瑪瑙、硅石的主要成分是SiO2而不是硅酸鹽。(3)晶體硅、晶體二氧化硅、新型陶瓷(如SiC)、壓電陶瓷、超導陶瓷、碳納米材料等均為新型無機非金屬材料。本講真題研練1．[2022·廣東卷]廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)文物選項A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒文物選項C.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座答案：C解析：鎏金飾品是用金汞合金制成的金泥涂飾器物的表面，經(jīng)過烘烤，汞蒸發(fā)而金固結于器物上的一種傳統(tǒng)工藝，其中不含硅酸鹽，故A項不符合題意；蒜頭紋銀盒中主要成分為金屬銀，其中不含硅酸鹽，故B項不符合題意；廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成，其主要成分為硅酸鹽，故C項符合題意；銅鍍金鐘座是銅和金等制得而成，其中不含硅酸鹽，故D項不符合題意。2.[2022·河北卷]定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是(

)A．傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B．陶瓷主要成分為SiO2和MgOC．陶瓷燒制的過程為物理變化D．白瓷的白色是因鐵含量較高答案：A解析：陶器瓷器是用黏土等無機非金屬礦物為原料制作而成的，陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高

壓變壓器的開關外包裝和器件，故A正確；陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B錯誤；陶瓷燒制過程發(fā)生復雜的物理、化學反應，有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，故C錯誤；Fe2＋、Fe3＋和鐵的氧化物均有顏色，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，故D錯誤；故選A3．[2021·山東卷]有利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是(

)A．風能發(fā)電B．糧食釀酒C．燃煤脫硫D．石油裂化答案：A解析：碳達峰是指我國承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值之后逐步降低；碳中和是指通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”，故選A。4．[2021·全國乙卷]我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、

實現(xiàn)綠色發(fā)展至關重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是(

)A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過清潔煤技術減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇答案：D解析：無論是重質(zhì)油還是輕質(zhì)油，燃燒時均會產(chǎn)生大量CO2，不能減少CO2的排放量，不能促進碳中和，A項錯誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會產(chǎn)生大量的CO2，B項錯誤；減少煤燃燒產(chǎn)生的污染與碳中和無關，C項錯誤；將CO2轉化為甲醇可促進碳中和，D項正確。5．[2019·北京卷]下列我國科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無機非金屬材料的是(

)米大口徑碳化硅反射鏡

年冬奧會聚氨酯速滑服C.能屏蔽電磁波的碳包覆銀納米線

D.“玉兔二號”鈦合金篩網(wǎng)輪

答案：A解析：B項，2022年冬奧會的速滑服是由有機合成材料制成的；C項，碳包覆銀納米線是金屬材料；D項，