2022届新高考化学一轮复习无机非金属材料学案

无机非金属材料

一、硅酸盐材料

产品主要原料主要设备主要成分用途

______（主要成分建筑材料、绝缘材

陶瓷为含水的铝硅酸硅酸盐料、日用器皿、卫

盐）生洁具等

__________、____X

______、石英砂（主_______、建筑材料、光学仪

玻璃要成分玻璃窑_____、器、各种器皿、高

是____________）SiO2强度复合材料等

水泥回建筑材料、水利工

水泥石灰石、黏土硅酸盐

转窑程

【误区警示】

存放NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,应用橡胶塞,其原因是玻璃中的SiO2

与碱液反应,将玻璃塞与试剂瓶黏在一起,不易打开。

二、新型无机非金属材料

1.硅和二氧化硅

⑴硅元素的存在与结构

在地壳中的含垃口的公

--------------居第位

一存在形态氧化物和硅酸盐

Si

原子结构示意图遨

周期,表中的位置第N周期、第IVA族

（2）硅和二氧化硅的用途

①硅主要用作半导体材料,芯片、太阳能电池等。

*wwwwwwwwwwwwww⅛

②二氧化硅用来生产光导纤维O

（3）单质硅的制备:

步骤反应化学方程式

粗硅的制取------------------------------------------

IrHI粗硅a与^I-Si（f,f,i）+3HC1△=SiHa+H-

粗硅的提纯I-

---------高沪

l

~∣H?还原I-SiHQ3+H2-Si（纯）+3HCl

v*⅛-zχ>^"v-zʌ.✓s,-,-ʌ-Z^-.

【名师点拨】（I）Si是能与NaoH溶液反应放出乩的非金属单质。（2）Si02是酸性

氧化物,但不能与水反应生成H2SiO30（3）氢氟酸能腐蚀玻璃,故氢氟酸不能用玻

璃瓶盛放,常用塑料瓶盛装,氢氟酸常用于刻蚀玻璃。

2.新型陶瓷

不再限于传统的硅酸盐体系

新型特性和在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能

陶瓷功能

^:SiC

—金刚砂

碳原子和硅原子通过场键连接具有

:类似勰交的结构

L硬度大，用作砂纸,砂轮的磨料

性能、用途

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

3.碳纳米材料

碳纳米材料在能源、、医药等领域有广阔的前景。

-------------------源典题突破.热点精练。---------------

类型1传统•三大硅.酸盐材.料

【案例1】下列说法正确的是（）

A.石英玻璃和普通玻璃成分相同

B.工艺师可用盐酸刻蚀玻璃制作工艺品

C.由石英砂制备单晶硅不涉及氧化还原反应

可用于信息存储,Siθ2可用于光纤通信

【案例2】黏土是很多硅酸盐产品的原料之一,创造历史、享誉全球的景德镇陶

瓷就是利用了当地的优质黏土资源。

黏土的主要成分的化学式为Al2Si2O,（OH）4,其中X的值是,若以氧化物形

式表示,应写为。

【名师点拨】硅酸盐改写成氧化物的方法

金属元素氧化物写在前面,再写Siθ2,最后写乩0;氧化物之间用“隔开,如硅

酸钠可表示为Na?。∙SiO20

1.下列物质中，不属于硅酸盐产品的是（）

A.陶瓷B.橡胶

C.水泥制品D.玻璃

2.下列关于制取玻璃和水泥的共同特点的叙述不正确的是（）

A.生产设备都是高炉

B.原料中都有石灰石

C.反应都是在高温下进行

D.发生的都是复杂的物理化学变化

类型2硅与二氧化硅

【案例3］用胶头滴管向用石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液,即可在玻璃

上刻蚀出“Spark”的字样,则该溶液是（）

A.盐酸B.氢氟酸

C.烧碱D.饱和食盐水

【案例4】制备硅单质时,主要化学反应如下:

(I)SiO2+2C-Si+2C0↑

(2)Si+2C12-SiCl4

(3)SiCL1+2H2—Si+4HC1

下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是()

A(1)(3)为置换反应

B.(1)(2)(3)均为氧化还原反应

C.(2)为化合反应

D.三个反应的反应物中硅元素均被还原

【易错提醒】(1)粗硅制备时,用焦炭在电炉中隔绝空气还原SiO2,反应必须隔绝

空气，否则Si会与重新生成SiO20

(2)焦炭还原SiOz生成的是CO而不是CO20

以蠡黑曝囱

L赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的,这种

物质是()

A.纯碱B.氢氟酸

C.氢碘酸D.火碱

2.下列关于硅的说法中，不正确的是()

A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体

2是沙子和石英的主要成分,广泛存在于自然界中

C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应

D.当加热到一定温度时,硅能与氧气等非金属反应

类型

3新型无机非金属材料

【案例5】美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C6。制成了“纳米车”（如图

所示），每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C6。分子构成。“纳米车”可以

用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是（）

A.人们用肉眼可以清晰地看到“纳米车”的运动

B.“纳米车”的诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段

6。是一种新型的化合物

6。与金刚石互为同分异构体

【案例6】

石墨烯具有很高的强度，电阻率低,热导率高,可用来生产未来的超级计算机。构

成石墨烯的元素是（）

A.碳B.硅C.银D.铝

L下列生活、生产中用到的材料属于新型无机非金属材料的是（）

A.玻璃钢B.纯碱

C.压电陶瓷D.钢化玻璃

2.下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是（）

A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料

B.新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大强度

C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐

a核心速填・考点夯基

一、黏土纯碱石灰石SiO2Na2SiO3

CaSiO3

二、1.⑴二

高温

(3)Si0z+2C-Si(粗)+2COT

3.信息

国典题突破•热点精练

【案例1】D石英玻璃主要成分是SiOz,普通玻璃主要成分是NazSiθ3∖CaSiO3>

S工艺师可用氢氟酸刻蚀玻璃工艺品；石英砂制晶体硅，由化合物产生单质、

属于氧化还原反应。

【案例2】【解析】由化合物中正、负化合价的代数和为0,则可得出2X3+2X

4-2^1×4=0,得产5,所以黏土的化学式为A12Si205(OH)射改写成氧化物的形式为

AI2O3∙2Si02∙2H20O

答案：5AI2O3∙2SiO2∙2H20

【对点练习】

1.B橡胶是有机化合物产品，故橡胶不属于硅酸盐产品。

2.A生产玻璃用玻璃熔炉，生产水泥用水泥回转窑，高炉是炼铁设备。

【案例3】B能腐蚀玻璃的是氢氟酸，反应的化学方程式为Si0z+4HF-SiF,T

+2H20O

【案例4】D反应(1)(3)中硅元素被还原，(2)中硅元素被氧化。

【对点练习】

1.B玻璃的主要成分为二氧化硅，能和氢氟酸反应，所以用氢氟酸刻蚀玻璃。

2.C硅的化学性质不活泼，但在常温下能与氢氟酸反应。

【案例5】BA.因纳米车很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”

6060与金刚石是同素异形体，故D错误。

【案例6]A石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨。

【对点练习】