第13講無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)

習(xí)

目

標(biāo)1．了解硅酸鹽材料及新型無(wú)機(jī)非金屬材料的性質(zhì)和用途；2．掌握硅和二氧化硅的性質(zhì)及應(yīng)用

，了解高純硅的制備?？键c(diǎn)一硅和二氧化硅必備知識(shí)整理1.硅單質(zhì)硅酸鹽氧化物

2．二氧化硅高大Na2SiO3＋H2OCaSiO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O光導(dǎo)纖維[正誤判斷]

(1)工業(yè)上用焦炭和二氧化硅制取粗硅時(shí)生成粗硅和CO2氣體(

)(2)Si是半導(dǎo)體材料，可用作太陽(yáng)能電池(

)(3)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，也可以和氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物(

)(4)因?yàn)闊岱€(wěn)定性：CH4>SiH4，所以非金屬性：C>Si(

)(5)SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃(

)(6)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(

)(7)高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維，光導(dǎo)纖維遇強(qiáng)堿會(huì)“斷路”(

)×√×√√×√對(duì)點(diǎn)題組訓(xùn)練題組一硅的性質(zhì)與制法1．我國(guó)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號(hào)”的問(wèn)世，填補(bǔ)了我國(guó)計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對(duì)晶體硅的有關(guān)敘述正確的是(

)A．晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它提煉工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電答案：A

蒸餾(2)用SiHCl3與過(guò)量H2，反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置已略去)：①在加熱D裝置前應(yīng)先打開A裝置中分液漏斗的活塞，目的是________________________。②C裝置中燒瓶需要加熱，采用的方法是_________。排出系統(tǒng)內(nèi)的空氣，以防爆炸水浴加熱題組二二氧化硅的性質(zhì)與用途3．下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法正確的是(

)A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應(yīng)生成硅酸B.二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造光纜C．二氧化硅能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng)D．用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí)，當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，得到2.8g硅答案：C

答案：D考點(diǎn)二無(wú)機(jī)非金屬材料必備知識(shí)整理一、硅酸鹽材料1．陶瓷陶瓷以

(主要成分為含水的

)為主要原料，經(jīng)________燒結(jié)而成的。2．玻璃普通玻璃的主要成分為________________________，它是以__________________為主要原料，經(jīng)混合、粉碎，在

中熔融，發(fā)生復(fù)雜的__________________而制得的，玻璃可用于生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，還可制造

，用于高強(qiáng)度

等。黏土鋁硅酸鹽高溫Na2SiO3、CaSiO3和SiO2純堿、石灰石和石英砂玻璃窯物理變化和化學(xué)變化玻璃纖維復(fù)合材料3．水泥普通硅酸鹽水泥的主要原料是______________，二者與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在___________中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥

，再研成細(xì)粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等與水混合得到的。黏土和石灰石水泥回轉(zhuǎn)窯硬化速率二、新型無(wú)機(jī)非金屬材料1．新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，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．新型陶瓷的種類與用途材料類型主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷耐高溫、抗氧化、耐磨蝕碳化硅、氮化硅與某些金屬氧化物等燒結(jié)而成火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的尾管及燃燒室、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、高溫電極材料等壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化鈦酸鹽、鋯酸鹽濾波器、揚(yáng)聲器、聲吶探測(cè)器、點(diǎn)火器等透明陶瓷優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氟化鈣高壓鈉燈、激光器、高溫探測(cè)窗等超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零

可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域3.碳納米材料碳納米材料是一類新型的無(wú)機(jī)非金屬材料(1)類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。(2)用途：在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。材料類型性能用途碳納米管比表面積大，高強(qiáng)度，優(yōu)良的電學(xué)性能生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯電阻率低，熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度用于光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等

√×××√×√對(duì)點(diǎn)題組訓(xùn)練題組無(wú)機(jī)非金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1．近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì)。石墨烯：從石墨中分離出來(lái)，是最薄、最堅(jiān)硬的納米材料石墨炔：平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管：具有優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射性能，制作陰極顯像管、儲(chǔ)氫材料對(duì)上列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B．上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C．石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，可作H2的提純薄膜D．上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物不同答案：D2．“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來(lái)”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩(shī)句，描繪我國(guó)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(guān)說(shuō)法中正確的是(

)A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽答案：C解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項(xiàng)錯(cuò)誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高，C項(xiàng)正確；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸鹽，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列說(shuō)法不正確的是(

)A．SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能答案：D解析：氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，故HF可用于刻蝕玻璃，故A正確；鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸可制備硅酸凝膠，故B正確；根據(jù)N的非金屬性強(qiáng)于Si及化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，故C正確；晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，而不是二氧化硅，故D錯(cuò)誤。微點(diǎn)撥

硅及其化合物用途的易錯(cuò)點(diǎn)(1)用作半導(dǎo)體材料的是晶體硅而不是SiO2，用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2而不是Si，計(jì)算機(jī)芯片的成分是晶體硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、瑪瑙、硅石的主要成分是SiO2而不是硅酸鹽。(3)晶體硅、晶體二氧化硅、新型陶瓷(如SiC)、壓電陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、碳納米材料等均為新型無(wú)機(jī)非金屬材料。本講真題研練1．[2022·廣東卷]廣東一直是我國(guó)對(duì)外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見(jiàn)證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)文物選項(xiàng)A.南宋鎏金飾品B.蒜頭紋銀盒文物選項(xiàng)C.廣彩瓷咖啡杯D.銅鍍金鐘座答案：C解析：鎏金飾品是用金汞合金制成的金泥涂飾器物的表面，經(jīng)過(guò)烘烤，汞蒸發(fā)而金固結(jié)于器物上的一種傳統(tǒng)工藝，其中不含硅酸鹽，故A項(xiàng)不符合題意；蒜頭紋銀盒中主要成分為金屬銀，其中不含硅酸鹽，故B項(xiàng)不符合題意；廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成，其主要成分為硅酸鹽，故C項(xiàng)符合題意；銅鍍金鐘座是銅和金等制得而成，其中不含硅酸鹽，故D項(xiàng)不符合題意。2.[2022·河北卷]定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說(shuō)法正確的是(

)A．傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B．陶瓷主要成分為SiO2和MgOC．陶瓷燒制的過(guò)程為物理變化D．白瓷的白色是因鐵含量較高答案：A解析：陶器瓷器是用黏土等無(wú)機(jī)非金屬礦物為原料制作而成的，陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高

壓變壓器的開關(guān)外包裝和器件，故A正確；陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B錯(cuò)誤；陶瓷燒制過(guò)程發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，故C錯(cuò)誤；Fe2＋、Fe3＋和鐵的氧化物均有顏色，白瓷的白色是因?yàn)殍F含量較低甚至幾乎不含，故D錯(cuò)誤；故選A3．[2021·山東卷]有利于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的是(

)A．風(fēng)能發(fā)電B．糧食釀酒C．燃煤脫硫D．石油裂化答案：A解析：碳達(dá)峰是指我國(guó)承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長(zhǎng)，達(dá)到峰值之后逐步降低；碳中和是指通過(guò)植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”，故選A。4．[2021·全國(guó)乙卷]我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境、

實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是(

)A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇答案：D解析：無(wú)論是重質(zhì)油還是輕質(zhì)油，燃燒時(shí)均會(huì)產(chǎn)生大量CO2，不能減少CO2的排放量，不能促進(jìn)碳中和，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會(huì)產(chǎn)生大量的CO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減少煤燃燒產(chǎn)生的污染與碳中和無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇可促進(jìn)碳中和，D項(xiàng)正確。5．[2019·北京卷]下列我國(guó)科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無(wú)機(jī)非金屬材料的是(

)米大口徑碳化硅反射鏡

年冬奧會(huì)聚氨酯速滑服C.能屏蔽電磁波的碳包覆銀納米線

D.“玉兔二號(hào)”鈦合金篩網(wǎng)輪

答案：A解析：B項(xiàng)，2022年冬奧會(huì)的速滑服是由有機(jī)合成材料制成的；C項(xiàng)，碳包覆銀納米線是金屬材料；D項(xiàng)，