(预习课)2024年人教版高一化学寒假提升学与练 第03讲 无机非金属材料（原卷版）.doc

第03讲无机非金属材料

目录

新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络

基础知识：知识点全面梳理，掌握必备

重点记忆：关键点快速记忆，提升能力

小试牛刀：考点剖析+过关检测，合理应用

课时1无机非金属材料

一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料

1.硅酸盐及其结构

（1）硅酸盐的概念

硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。

（2）硅酸盐的结构

在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合个O，Si在中心，在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的相互连接，每个为两个四面体所共有，与个Si相结合。

（3）硅酸盐的特性

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度、熔点、溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。

2.常见的硅酸盐材料

陶瓷

普通玻璃

普通水泥

原料

纯碱、、石英砂

主要原料：

辅助原料：适量的石膏

设备

—

主要

成分

成分复杂

硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)

硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)

特点

抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘

玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品

具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬

用途

建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具

建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维

大量用于建筑和水利工程

3.硅酸钠(俗名泡花碱)

（1）硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称，具有黏结力强、耐等特性，常用作黏合剂和防火剂。

（2）硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其离子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓。

（3）少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，反应的离子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)。

二、新型无机非金属材料

1.硅和二氧化硅

（1）硅的存在与性质

①硅在自然界主要以和的形式存在；

②单质硅是应用最为广泛的半导体材料；

③高温下，硅能与氧气反应生成，与氯气反应生成。

（2）二氧化硅的性质

①二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水；

②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===；

③具有氧化性：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))；

④特性：SiO2＋4HF===。

2.新型陶瓷

（1）新型陶瓷与传统陶瓷相比，在上有很大的变化，在等方面具有很多新的特性和功能。

（2）常见新型陶瓷及其用途(连线)

（3）高温结构陶瓷——碳化硅(SiC)

碳化硅俗称，它是由碳原子和硅原子通过连接而形成，与的结构类似，具有硬度大和优异的能。

3.碳纳米材料

（1）富勒烯是由构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是。

（2）碳纳米管是由卷成的管状物，具有尺度的直径。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。

一、工业制备高纯硅的原理

eq\x(石英砂)eq\o(――――――→,\s\up7(1800～2000℃),\s\do5(①焦炭))eq\x(粗硅)eq\o(――→,\s\up7(300℃),\s\do5(②HCl))eq\x(SiHCl3)eq\o(―――→,\s\up7(1100℃),\s\do5(③H2))eq\x(高纯硅)

（1）工业制备高纯硅反应的化学方程式：

①SiO2＋2Ceq\o(===========,\s\up7(1800～2000℃))Si＋2CO↑；

②Si＋3HCleq\o(=====,\s\up7(300℃))SiHCl3＋H2；

③SiHCl3＋H2eq\o(=====,\s\up7(1100℃))Si＋3HCl。

（2）上述反应共同的反应类型是氧化还原反应(或置换反应)，反应①中焦炭的作用是还原剂，反应③中氢气的作用是还原剂。

考点剖析

考点一：传统无机非金属材料

1．（2023上·辽宁·高一统考）下列属于传统无机非金属材料的是

A．单晶硅 B