专题03 无机非金属材料（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点整理（人教版2019必修第二册）

这是一份专题03 无机非金属材料（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点整理（人教版2019必修第二册），共60页。试卷主要包含了硅酸盐材料，新型无机非金属材料等内容，欢迎下载使用。
一、硅酸盐材料
1．从组成上看，无机非金属材料多含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。
2．硅酸盐材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥等。
3．在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
4．下列硅酸盐材料的主要原料分别是：
（1）陶瓷——黏土；
（2）玻璃——纯碱、石灰石、石英砂；
（3）水泥——黏土和石灰石。
5．常见的硅酸盐——Na2SiO3
(1)硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称水玻璃。
(2)硅酸钠在空气中放置易与空气中CO2反应而变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
(3)硅酸钠是制备黏合剂和木材防火剂等的原料。
6．硅酸盐氧化物形式的书写
硅酸盐由于组成比较复杂，通常用氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：
(1)顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物之间以“·”隔开。
(2)原则：各元素原子总个数比符合原来的组成，若出现分数应化为整数。
例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成eq \f(1,2)Na2O·eq \f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
(3)规律：各元素的化合价不能改变。
二、新型无机非金属材料
1．硅
(1)硅元素在周期表中的位置为第三周期、第ⅣA族，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。
(2)硅单质的化学性质
常温下：①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4；
②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
加热或高温条件下：①与O2反应：Si＋O2SiO2；
②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4；
③与C反应：Si＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))SiC。
(3)高纯硅的制备原理
eq \x(石英砂)eq \(\(――――――――→,\s\up11(焦炭),\s\d4(1800～2000 ℃)),\s\d14(①)) eq \x(粗硅)eq \(\(――→,\s\up11(HCl),\s\d4(300 ℃)),\s\d14(②)) eq \x(SiHCl3)eq \(\(――――→,\s\up11(H2),\s\d4(1100 ℃)),\s\d14(③)) eq \x(高纯硅)
其中涉及的主要化学反应为：
①SiO2＋2Ceq \(=============,\s\up7(1800～2000 ℃))Si＋2CO↑；
②Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(300 ℃))SiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2eq \(=========,\s\up7(1100 ℃))Si＋3HCl。
(4)硅的用途
高纯硅可用于生产计算机芯片和硅太阳能电池。
2．二氧化硅
(1)存在
SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO2。
(2)SiO2的结构和物理性质
SiO2中Si原子和O原子形成空间网状结构，故不存在单个的SiO2分子。SiO2的空间网状结构决定了其具有熔点高、硬度大、难溶于水等特点。
(3)SiO2的化学性质
(4)用途 纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制作光导纤维。
3．新型陶瓷
(1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在组成上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)
碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，硬度很大，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
(3)新型陶瓷种类：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。
4．碳纳米材料
(1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是C60。
(2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，具有高强度和优良的电学性能。
(3)石墨烯是只有一个碳原子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。
1．化学与生活息息相关，下列说法错误的是
A．食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白，防腐和抗氧化等作用
B．工业上将氨气转化为其他铵态化肥属于人工固氮
C．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
D．正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6
【答案】B
【详解】A．二氧化硫具有杀菌消毒、抗氧化和漂白能力，食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但要在规定的范围内使用，控制好用量，A正确；
B．人工固氮是将游离态氮转化为化合态氮，而氨气为化合物，B错误；
C．硅是良好的半导体材料，是能将太阳能转换为电能的常用材料，C正确；
D．正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，当雨水的pH小于5.6时为酸雨，D正确；
故选B。
2．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．歼-20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料属于有机高分子材料
B．“天宫二号”空间运行的动力源泉—太阳能电池帆板，核心材料为晶体硅
C．玻璃、水泥、光导纤维等均属于硅酸盐材料
D．城市建筑群易受酸雨腐蚀，pH