2024年人教版高一化学寒假提升第03讲 无机非金属材料（原卷版）

第03讲无机非金属材料目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备重点记忆：关键点快速记忆，提升能力小试牛刀：考点剖析+过关检测，合理应用课时1无机非金属材料一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料1.硅酸盐及其结构（1）硅酸盐的概念硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。（2）硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合个O，Si在中心，在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的相互连接，每个为两个四面体所共有，与个Si相结合。（3）硅酸盐的特性硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度、熔点、溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。2.常见的硅酸盐材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料纯碱、、石英砂主要原料：辅助原料：适量的石膏设备—主要成分成分复杂硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)特点抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬用途建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维大量用于建筑和水利工程3.硅酸钠(俗名泡花碱)（1）硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称，具有黏结力强、耐等特性，常用作黏合剂和防火剂。（2）硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其离子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。（3）少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，反应的离子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)。二、新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅（1）硅的存在与性质①硅在自然界主要以和的形式存在；②单质硅是应用最为广泛的半导体材料；③高温下，硅能与氧气反应生成，与氯气反应生成。（2）二氧化硅的性质①二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水；②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=；③具有氧化性：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))；④特性：SiO2＋4HF=。2.新型陶瓷（1）新型陶瓷与传统陶瓷相比，在上有很大的变化，在等方面具有很多新的特性和功能。（2）常见新型陶瓷及其用途(连线)（3）高温结构陶瓷——碳化硅(SiC)碳化硅俗称，它是由碳原子和硅原子通过连接而形成，与的结构类似，具有硬度大和优异的能。3.碳纳米材料（1）富勒烯是由构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是。（2）碳纳米管是由卷成的管状物，具有尺度的直径。比表面积大，具有高强度和优良的电学性能。（3）石墨烯是只有一个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。一、工业制备高纯硅的原理eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(1800～2000℃),\s\do5(①焦炭))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(300℃),\s\do5(②HCl))eq\x(SiHCl3)eq\o(→,\s\up7(1100℃),\s\do5(③H2))eq\x(高纯硅)（1）工业制备高纯硅反应的化学方程式：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1800～2000℃))Si＋2CO↑；②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100℃))Si＋3HCl。（2）上述反应共同的反应类型是氧化还原反应(或置换反应)，反应①中焦炭的作用是还原剂，反应③中氢气的作用是还原剂。考点剖析考点一：传统无机非金属材料1．（2023上·辽宁·高一统考）下列属于传统无机非金属材料的是A．单晶硅 B．石墨烯 C．普通玻璃 D．二氧化硅考点二：新型无机非金属材料2．（2023下·河南开封·高一校联考期末）新型材料广泛用于我国载人航天器，下列不属于新型无机非金属材料的是A．氧化铝陶瓷 B．高纯单晶硅 C．石墨烯 D．玻璃考点三：硅的性质极其用途3.（2023上·辽宁葫芦岛·高一联考）最近，华为Mate60Pro上市，其搭载的新型麒麟9000s芯片，突破了美国的芯片封锁，实现了智能手机5G芯片国产化。下列有关说法正确的是A．硅是芯片的主要成分之一，晶体硅是一种性能优良的半导体材料，它属于非电解质B．晶体硅和无定形硅是硅元素的同素异形体，二者化学性质完全不同C．光刻胶是制造芯片的关键材料，金属氧化物纳米颗粒光刻胶由金属氧化物纳米簇和溶剂等组成，是一种胶体D．工业粗硅的冶炼方法为SiO2+2CSi+2CO↑，在该反应中SiO2作还原剂考点四：二氧化硅的性质极其用途4.（2023下·四川南充·高一校考期中）二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是A．同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的B．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物C．制备粗硅的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑D．因为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强过关检测1.（2023下·河南平顶山·高一统考期末）下列物品的主要成分为硅酸盐的是物品

选项A．电脑B．水缸C．电动车D．红灯笼2.（2023下·湖南张家界·高一张家界市民族中学校考）下列不是传统的无机非金属材料的是A．玻璃 B．水泥 C．碳纳米管 D．陶瓷3.（2023上·江苏盐城·高一统考期中）已知，属于A．酸 B．酸性氧化物 C．碱 D．盐4.（2023下·湖北武汉·高一湖北省武昌实验中学校考）下列说法正确的是A．高纯硅可用于制作光感电池B．二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维C．盛装溶液的试剂瓶可以使用玻璃塞D．利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品运用了是两性氧化物的化学原理5.（2023下·广东东莞·高一校考期中）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是A．太阳能电池板广泛应用在航天器上，其材料是晶体硅B．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸盐材料C．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅D．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料6.（2023下·重庆江津·高一校考期中）下列物质中对应的用途不正确的是A．单质硅--半导体材料 B．二氧化硅--光导纤维C．硅酸钠--光电池原料 D．硅酸凝胶--作干燥剂7.（2023下·四川自贡·高一统考期末）近年来，我国在航天、通信、环保等领域取得了举世瞩目的成就，科学技术的进步离不开化学。下列说法正确的是A．航天飞船使用的高温结构陶瓷，属于硅酸盐材料B．太阳能电池的材料是二氧化硅C．碳纳米管属于新型无机非金属材料D．用于通信的光导纤维，是用高纯硅制造的8.（2023下·山东临沂·高一统考期末）能正确表示下列反应的离子方程式为A．氯化铜溶液中通入硫化氢：B．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：C．过量二氧化碳通入饱和碳酸钠溶液中：D．碳酸氢铵溶液中加入过量的氢氧化钠溶液：9.（2023下河北邯郸·高一校考）下列有关硅及其化合物的说法中正确的是A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B．反应①，反应②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都发生C．粗硅制备单晶硅涉及反应之一：D．虽然能与、反应，但不是两性氧化物10.（2022下·山西朔州·高一校考）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．依据，推测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11.（2023上·黑龙江哈尔滨·高一校考）工业上以石英砂(SiO2)为原料制取单质硅，其工艺流程图如下：流程一：流程二：已知SiH4中H为-1价。下列有关反应分类说法不正确的是A．①～④均属于氧化还原反应 B．只有①②③属于置换反应C．⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应 D．⑤中的两个化学反应均属于复分解反应12.（2023下·江苏无锡·高一校考期中）下列关于硅及其化合物的说法中，不正确的是A．自然界中的硅元素全部是以化合态形式存在B．据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强C．不能用二氧化硅跟水直接反应制取硅酸D．可用作黏合剂、木材防火剂的原料，实验室保存溶液应用橡胶塞13.（2023上·江西南昌·高一统考）碳酸钙和二氧化硅常用作日常生活中牙膏的摩擦剂，下列说法正确的是A．常温下，碳酸钙易溶于水B．二氧化硅()中硅原子与氧原子的个数比为7：8C．工业上常采用煅烧碳酸钙的方法来制备D．由反应可知，为碱性氧化物14.（2023下·重庆江津·高一校联考期末）下列有关硅及其化合物的说法中不正确的是A．在粗硅的提取中发生反应：2C+SiO22CO↑+Si，硅元素被还原B．Si和SiO2均能与NaOH溶液反应生成硅酸钠C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D．由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸15．（2023下·湖北武汉·高一校联考期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，用(能与水强烈反应)与过量在1000~1100℃温度下反应制备高纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)。下列相关说法错误的是

A．装置B中的试剂作用是干燥B．装置D可使用石英玻璃管C．装置D中发生反应的可用焦炭代替D．装置C中的烧瓶需要水浴加热，以更好的获得反应原料气16.（2023下·四川资阳·高一校考）I.按要求填空①陶瓷餐具②混凝土桥墩③玻璃④石英钟⑤水晶项链⑥硅太阳能电池⑦光导纤维⑧计算机芯片（1）使用了硅单质的是(填序号)。（2）使用了二氧化硅的是(填序号)。（3）使用了硅酸盐材料的是(填序号)。（4）工业上制粗硅的化学方程式。II.（5）浓使蔗糖变黑，体现了浓的性。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为。17.（2023下·广东深圳·高一校考期中）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

（1）工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为；当有1molC参与反应时，该反应转移的电子数是。（2）还原炉中发生的化学反应方程式为