5.3無機非金屬材料學案（原卷版）-《考點逐擊》2023-2024學年高一下學期化學人教版

5.3無機非金屬材料（學案）一、硅酸鹽材料（一）無機非金屬材料1.元素組成：無機非金屬材料一般含有元素2.特點：具有耐、、等特點，以及特殊的光學、電學等性能3.物質組成：傳統的多為硅酸鹽材料，如：制作餐具的陶瓷、窗戶上的玻璃、建筑用的水泥（二）硅酸鹽材料1.常見的硅酸鹽材料硅酸鹽產品水泥玻璃陶瓷主要設備水泥回轉窯玻璃窯——（1）主要原料（2）反應原理復雜的物理化學變化復雜的物理化學變化（3）主要成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Na2O·CaO·6SiO2硅酸鹽特性水硬性(跟水摻和攪拌后容易凝固變硬)非晶體，無固定熔點，在一定范圍內軟化可制成各種形狀抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣用途建筑和水利工程建筑材料、光學儀器、各種器皿、高強度復合材料等建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具等生產條件高溫注意：由原料和玻璃的成分及反應條件“熔融”，可知反應的化學方程式為SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up9(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up9(高溫))CaSiO3＋CO2↑。2.硅酸鹽 (1)概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的主要成分(2)性質：硅酸鹽性質穩定，熔點，多數于水(3)硅酸鹽的結構：在硅酸鹽中，Si和O構成了，Si在中心，O在四面體的4個頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接。其結構示意圖如下(4)表示方法：硅酸鹽礦物的成分復雜，多用氧化物的形式表示它們的組成表示順序是：，但化學式前面的系數不能為分數二、新型無機非金屬材料1、硅和二氧化硅(1)硅元素的存在與結構存在原子結構示意圖周期表中位置含量存在形態地殼中居第位(2)高純硅的制備其中涉及的主要化學反應為①②③（3）硅與二氧化硅的主要用途①高純硅廣泛用于信息技術和新能源技術等領域。利用其半導體性能可以制造和等。②SiO2用于生產。2．新型陶瓷新型材料成分性能主要應用碳化硅(SiC)硬度大、耐高溫、抗氧化磨料、耐高溫結構材料、耐高溫半導體材料碳化硅、氮化硅、金屬氧化物耐高溫、抗氧化、耐磨蝕用于火箭發動機、汽車發動機和高溫電極材料等鈦酸鹽、鋯酸鹽等能實現機械能和電能的相互轉化用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等氧化鋁、氧化釔等氧化物透明陶瓷；氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷具有優異的光學性能、耐高溫、絕緣性好用于高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等—臨界溫度下具有超導性用于電力、交通、醫療等領域3.碳納米材料序號名稱結構特點應用（1）富勒烯由原子構成的一系列籠形分子的總稱代表物開啟碳納米材料研究和應用的新時代（2）碳納米管由片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑用于生產、、等（3）石墨烯只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨應用于、、等1．（2023下·吉林長春·高一東北師大附中校考期末）下列有關無機非金屬材料的說法不正確的是A．高純度的硅是制半導體的重要材料B．古代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器，其主要原料為黏土C．現代信息社會用于傳遞信號的光纖的主要成分為硅D．北京奧運會禮儀服內膽添加了第二代石墨烯發熱材料，石墨烯屬于新型無機非金屬材料2．（2023下·湖南邵陽）下列有關無機非金屬材料的描述不正確的是A．SiO2可用于制造太陽能光伏電池B．芯片的主要成分是硅C．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英為原料制成的D．碳納米管屬于新型無機非金屬材料3．（2023·山西太原）硅酸鹽材料歷史悠久，用途廣泛，下列物質中不屬于硅酸鹽材料的是A．玻璃 B．陶瓷 C．水晶 D．水泥4．（2024·浙江）下列關于硅材料的說法正確的是A．瑪瑙的主要成分是硅酸鹽B．制普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英砂C．電腦芯片的主要成分是二氧化硅D．水晶項鏈、玻璃、水泥和陶瓷都是硅酸鹽制品5．（2023·浙江·高一階段練習）下列不屬于硅酸鹽工業產品的是A．石英 B．水泥 C．玻璃 D．陶瓷6．（2023上·高一課時練習）傳統欽州坭興陶制備工藝主要包括以下幾個步驟：制備坯料→坯體成型→修整坯體→坯體干燥→裝飾坯體→燒制坯體→拋光打磨。下列制陶過程中，涉及化學變化的是A．坯體成型 B．坯體干燥C．燒制坯體 D．拋光打磨7．（2023下·河南開封·高一校聯考期末）新型材料廣泛用于我國載人航天器，下列不屬于新型無機非金屬材料的是A．氧化鋁陶瓷 B．高純單晶硅 C．石墨烯 D．玻璃8．（2022下·黑龍江哈爾濱·高一哈爾濱三中校考階段練習）下列屬于新型無機非金屬材料的是A．光學玻璃 B．水泥C．陶瓷衛生潔具 D．碳納米管9．（2023上·寧夏銀川·高一銀川唐徠回民中學校考期中）單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。用化學方法可制得高純度硅，其化學方程式為：①②③下列有關上述反應的說法以及由上述反應得到的結論不正確的是A．三個反應均是氧化還原反應 B．反應①和③是置換反應C．反應②為硅重新被氧化的過程 D．H2的還原性強于HCl10．（2023下·河南安陽·高一統考期末）“中國芯”的發展離不開高純硅。從石英砂(主要成分為SiO2)制取高純硅涉及的主要反應用流程圖表示如下：其中涉及的主要反應：①SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑，②2Si+3HClSiHCl3+H2，③SiHCl3+H2Si(高純硅)+3HCl，下列說法正確的是A．上述反應①②③均為置換反應B．反應①中氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1C．上述流程中可以循環的物質只有H2D．反應②③互為可逆反應11．（2023下·四川德陽·高一什邡中學校考階段練習）“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．玻璃的主要成分為、和B．生產陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土C．硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高D．石英砂和黏土的主要成分均為硅酸鹽12．（2023下·江西南昌·高一南昌十中校考階段練習）純二氧化硅可用下列流程制得。下列說法不正確的是A．X可用作木材防火劑 B．步驟I的反應說明是酸性氧化物C．步驟II中的稀硫酸可用來代替 D．步驟III若在實驗室完成，一般在蒸發皿中進行13．（2023·江西上饒）下列有關硅及其化合物的性質及用途，正確的是A．沙子的主要成分為硅，黏土的主要成分為二氧化硅B．硅單質常用于制作光導纖維C．SiO2+2CSi+2CO↑D．水玻璃的化學性質穩定，在空氣中不易變質14．（2023·陜西咸陽）中國高鐵對實現“一帶一路”的戰略構想有重要的作用。(1)建設高鐵軌道需要大量的水泥，生產水泥的主要原材料是。(2)高鐵上的信息傳輸系統使用了光導纖維，其主要成分是；乘務員使用的無線通話機的芯片材料所含元素在元素周期中的位置。(3)高鐵上安裝有許多玻璃，氫氟酸可以處理玻璃表面的微裂紋，氫氟酸與玻璃中的二氧化硅反應的化學方程式。(4)高鐵上的衛生間沒有任何異味，是由于所使用的馬桶、地漏和洗手盆下水口都是納米硅膠的高科技產品，向硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸可產生硅酸膠體，該反應的離子方程式。(5)硅酸鹽材料具有硬度高、難溶于水、耐高溫等特點。硅酸鹽中常含有Al、K等元素，如鉀長石和鈉長石等，用氧化物形式表示為。15．（2023下·高一課時練習）高純硅是現代信息、半導體和光伏發電等產業都需要的基礎材料。工業上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：(1)工業上用石英砂和過量焦炭在電弧爐中高溫加熱生成粗硅，當有1molC參與反應時，該反應轉移的電子數是。(2)還原爐中發生的化學反應方程式為。(3)上述工藝生產中循環使用的物質除Si、SiHCl3外，還有。(4)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，該反應的化學方程式為。(5)工業上可利用水玻璃和鹽酸反應制備硅酸凝膠，進一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應的離子方程式：。(6)關于硅及其相關化合物的敘述正確的是。A．