專題03 無機(jī)非金屬材料（知識(shí)串講+專題檢測(cè)）-2024-2025學(xué)年高一化學(xué)下學(xué)期期中考點(diǎn)整理（人教版2019必修第二冊(cè)）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、硅酸鹽材料
1．從組成上看，無機(jī)非金屬材料多含有硅、氧等元素，具有耐高溫、抗腐蝕、硬度高等特點(diǎn)，以及特殊的光學(xué)、電學(xué)等性能。
2．硅酸鹽材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥等。
3．在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)。
4．下列硅酸鹽材料的主要原料分別是：
（1）陶瓷——黏土；
（2）玻璃——純堿、石灰石、石英砂；
（3）水泥——黏土和石灰石。
5．常見的硅酸鹽——Na2SiO3
(1)硅酸鈉是一種白色固體，能溶于水，其水溶液俗稱水玻璃。
(2)硅酸鈉在空氣中放置易與空氣中CO2反應(yīng)而變質(zhì)：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
(3)硅酸鈉是制備黏合劑和木材防火劑等的原料。
6．硅酸鹽氧化物形式的書寫
硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜，通常用氧化物的形式表示其組成，改寫時(shí)的規(guī)律為：
(1)順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水；氧化物之間以“·”隔開。
(2)原則：各元素原子總個(gè)數(shù)比符合原來的組成，若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。
例如：鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8不能寫成eq \f(1,2)Na2O·eq \f(1,2)Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成Na2O·Al2O3·6SiO2。
(3)規(guī)律：各元素的化合價(jià)不能改變。
二、新型無機(jī)非金屬材料
1．硅
(1)硅元素在周期表中的位置為第三周期、第ⅣA族，其單質(zhì)的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料。
(2)硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
常溫下：①與氟氣反應(yīng)：Si＋2F2===SiF4；
②與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
加熱或高溫條件下：①與O2反應(yīng)：Si＋O2SiO2；
②與Cl2反應(yīng)：Si＋2Cl2SiCl4；
③與C反應(yīng)：Si＋Ceq \(=====,\s\up7(高溫))SiC。
(3)高純硅的制備原理
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(高純硅)
其中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)為：
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
高純硅可用于生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片和硅太陽能電池。
2．二氧化硅
(1)存在
SiO2的存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大類，統(tǒng)稱硅石。石英、水晶、瑪瑙、沙子、光導(dǎo)纖維的主要成分均是SiO2。
(2)SiO2的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)
SiO2中Si原子和O原子形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故不存在單個(gè)的SiO2分子。SiO2的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其具有熔點(diǎn)高、硬度大、難溶于水等特點(diǎn)。
(3)SiO2的化學(xué)性質(zhì)
(4)用途純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本材料，可以制作光導(dǎo)纖維。
3．新型陶瓷
(1)新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷相比，在組成上有很大的變化，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)
碳化硅俗稱金剛砂，它是由碳原子和硅原子通過共價(jià)鍵連接而形成，與金剛石的結(jié)構(gòu)類似，硬度很大，具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等。
(3)新型陶瓷種類：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷。
4．碳納米材料
(1)富勒烯是由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是C60。
(2)碳納米管是由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積大，具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能。
(3)石墨烯是只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其電阻率低、熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度。
1．化學(xué)與生活息息相關(guān)，下列說法錯(cuò)誤的是
A．食品中添加適量的二氧化硫可以起到漂白，防腐和抗氧化等作用
B．工業(yè)上將氨氣轉(zhuǎn)化為其他銨態(tài)化肥屬于人工固氮
C．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料
D．正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH約為5.6，而酸雨的pH小于5.6
【答案】B
【詳解】A．二氧化硫具有殺菌消毒、抗氧化和漂白能力，食品中添加適量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但要在規(guī)定的范圍內(nèi)使用，控制好用量，A正確；
B．人工固氮是將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮，而氨氣為化合物，B錯(cuò)誤；
C．硅是良好的半導(dǎo)體材料，是能將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料，C正確；
D．正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH約為5.6，當(dāng)雨水的pH小于5.6時(shí)為酸雨，D正確；
故選B。
2．化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法正確的是
A．殲-20戰(zhàn)斗機(jī)采用大量先進(jìn)復(fù)合材料、石墨烯材料等，其中石墨烯材料屬于有機(jī)高分子材料
B．“天宮二號(hào)”空間運(yùn)行的動(dòng)力源泉—太陽能電池帆板，核心材料為晶體硅
C．玻璃、水泥、光導(dǎo)纖維等均屬于硅酸鹽材料
D．城市建筑群易受酸雨腐蝕，pH

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