化学课件（通用版）第13讲无机非金属材料

第13讲无机非金属材料复

习

目

标1．了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途；2．掌握硅和二氧化硅的性质及应用

，了解高纯硅的制备。考点一硅和二氧化硅必备知识整理1.硅单质硅酸盐氧化物

2．二氧化硅高大Na2SiO3＋H2OCaSiO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O光导纤维[正误判断]

(1)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2气体(

)(2)Si是半导体材料，可用作太阳能电池(

)(3)SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物(

)(4)因为热稳定性：CH4>SiH4，所以非金属性：C>Si(

)(5)SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃(

)(6)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(

)(7)高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”(

)×√×√√×√对点题组训练题组一硅的性质与制法1．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是(

)A．晶体硅的结构与金刚石类似B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺复杂，价格昂贵D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电答案：A

蒸馏(2)用SiHCl3与过量H2，反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去)：①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是________________________。②C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是_________。排出系统内的空气，以防爆炸水浴加热题组二二氧化硅的性质与用途3．下列关于二氧化硅的说法正确的是(

)A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C．二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到2.8g硅答案：C

答案：D考点二无机非金属材料必备知识整理一、硅酸盐材料1．陶瓷陶瓷以

(主要成分为含水的

)为主要原料，经________烧结而成的。2．玻璃普通玻璃的主要成分为________________________，它是以__________________为主要原料，经混合、粉碎，在

中熔融，发生复杂的__________________而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造

，用于高强度

等。黏土铝硅酸盐高温Na2SiO3、CaSiO3和SiO2纯碱、石灰石和石英砂玻璃窑物理变化和化学变化玻璃纤维复合材料3．水泥普通硅酸盐水泥的主要原料是______________，二者与其他辅料经混合、研磨后在___________中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥

，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。黏土和石灰石水泥回转窑硬化速率二、新型无机非金属材料1．新型陶瓷新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。2．新型陶瓷的种类与用途材料类型主要特性示例用途高温结构陶瓷耐高温、抗氧化、耐磨蚀碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等压电陶瓷实现机械能与电能的相互转化钛酸盐、锆酸盐滤波器、扬声器、声呐探测器、点火器等透明陶瓷优异的光学性能，耐高温，绝缘性好氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙高压钠灯、激光器、高温探测窗等超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零

可用于电力、交通、医疗等领域3.碳纳米材料碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料(1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。(2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。材料类型性能用途碳纳米管比表面积大，高强度，优良的电学性能生产复合材料、电池和传感器等石墨烯电阻率低，热导率高，具有很高的强度用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等

√×××√×√对点题组训练题组无机非金属材料的性质及应用1．近年来科学家制造出大量的新物质。石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料对上列三种物质的相关说法错误的是(

)A．石墨烯具有良好的导电性B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同答案：D2．“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C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐答案：C解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、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项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。3．下列说法不正确的是(

)A．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能答案：D解析：氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，故HF可用于刻蚀玻璃，故A正确；盐酸的酸性强于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸可制备硅酸凝胶，故B正确；根据N的非金属性强于Si及化合物中正负化合价的代数和为0的原则，得氮化硅的化学式为Si3N4，故C正确；晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，而不是二氧化硅，故D错误。微点拨

硅及其化合物用途的易错点(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是Si，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、玛瑙、硅石的主要成分是SiO2而不是硅酸盐。(3)晶体硅、晶体二氧化硅、新型陶瓷(如SiC)、压电陶瓷、超导陶瓷、碳纳米材料等均为新型无机非金属材料。本讲真题研练1．[2022·广东卷]广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是(

)文物选项A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒文物选项C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座答案：C解析：鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意。2.[2022·河北卷]定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是(

)A．传统陶瓷是典型的绝缘材料B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化D．白瓷的白色是因铁含量较高答案：A解析：陶器瓷器是用黏土等无机非金属矿物为原料制作而成的，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高

压变压器的开关外包装和器件，故A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的物理、化学反应，有新物质生成，属于化学变化，故C错误；Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，故D错误；故选A3．[2021·山东卷]有利于实现“碳达峰、碳中和”的是(

)A．风能发电B．粮食酿酒C．燃煤脱硫D．石油裂化答案：A解析：碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”，故选A。4．[2021·全国乙卷]我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、

实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(

)A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇答案：D解析：无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO2，不能减少CO2的排放量，不能促进碳中和，A项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2，B项错误；减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C项错误；将CO2转化为甲醇可促进碳中和，D项正确。5．[2019·北京卷]下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(

)米大口径碳化硅反射镜

年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线

D.“玉兔二号”钛合金筛网轮

答案：A解析：B项，2022年冬奥会的速滑服是由有机合成材料制成的；C项，碳包覆银纳米线是金属材料；D项，