2024年人教版高一化學寒假提升第03講 無機非金屬材料（原卷版）

第03講無機非金屬材料目錄新知導航：熟悉課程內容、掌握知識脈絡基礎知識：知識點全面梳理，掌握必備重點記憶：關鍵點快速記憶，提升能力小試牛刀：考點剖析+過關檢測，合理應用課時1無機非金屬材料一、傳統(tǒng)無機非金屬材料——硅酸鹽材料1.硅酸鹽及其結構（1）硅酸鹽的概念硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。它們種類繁多、組成各異、結構復雜，在自然界中廣泛存在。（2）硅酸鹽的結構在硅酸鹽中，Si和O構成了硅氧四面體，其結構如圖所示。每個Si結合個O，Si在中心，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相互連接，每個為兩個四面體所共有，與個Si相結合。（3）硅酸鹽的特性硅氧四面體結構的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度、熔點、溶于水、化學性質穩(wěn)定、耐腐蝕等特點。2.常見的硅酸鹽材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料純堿、、石英砂主要原料：輔助原料：適量的石膏設備—主要成分成分復雜硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)特點抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣玻璃是非晶體，稱為玻璃態(tài)物質，無固定熔點，在某一溫度范圍內軟化可加工成制品具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬用途建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具建筑材料、光學儀器、各種器皿、制造玻璃纖維大量用于建筑和水利工程3.硅酸鈉(俗名泡花堿)（1）硅酸鈉易溶于水，其水溶液俗稱，具有黏結力強、耐等特性，常用作黏合劑和防火劑。（2）硅酸鈉溶液與鹽酸反應生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。（3）少量的二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，反應的離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)。二、新型無機非金屬材料1.硅和二氧化硅（1）硅的存在與性質①硅在自然界主要以和的形式存在；②單質硅是應用最為廣泛的半導體材料；③高溫下，硅能與氧氣反應生成，與氯氣反應生成。（2）二氧化硅的性質①二氧化硅硬度大、熔點高，不溶于水；②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=；③具有氧化性：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))；④特性：SiO2＋4HF=。2.新型陶瓷（1）新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷相比，在上有很大的變化，在等方面具有很多新的特性和功能。（2）常見新型陶瓷及其用途(連線)（3）高溫結構陶瓷——碳化硅(SiC)碳化硅俗稱，它是由碳原子和硅原子通過連接而形成，與的結構類似，具有硬度大和優(yōu)異的能。3.碳納米材料（1）富勒烯是由構成的一系列籠形分子的總稱，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是。（2）碳納米管是由卷成的管狀物，具有尺度的直徑。比表面積大，具有高強度和優(yōu)良的電學性能。（3）石墨烯是只有一個直徑厚度的單層石墨，其獨特的結構使其電阻率低、熱導率高，具有很高的強度。一、工業(yè)制備高純硅的原理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(高純硅)（1）工業(yè)制備高純硅反應的化學方程式：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）上述反應共同的反應類型是氧化還原反應(或置換反應)，反應①中焦炭的作用是還原劑，反應③中氫氣的作用是還原劑?？键c剖析考點一：傳統(tǒng)無機非金屬材料1．（2023上·遼寧·高一統(tǒng)考）下列屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料的是A．單晶硅 B．石墨烯 C．普通玻璃 D．二氧化硅考點二：新型無機非金屬材料2．（2023下·河南開封·高一校聯(lián)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．玻璃考點三：硅的性質極其用途3.（2023上·遼寧葫蘆島·高一聯(lián)考）最近，華為Mate60Pro上市，其搭載的新型麒麟9000s芯片，突破了美國的芯片封鎖，實現了智能手機5G芯片國產化。下列有關說法正確的是A．硅是芯片的主要成分之一，晶體硅是一種性能優(yōu)良的半導體材料，它屬于非電解質B．晶體硅和無定形硅是硅元素的同素異形體，二者化學性質完全不同C．光刻膠是制造芯片的關鍵材料，金屬氧化物納米顆粒光刻膠由金屬氧化物納米簇和溶劑等組成，是一種膠體D．工業(yè)粗硅的冶煉方法為SiO2+2CSi+2CO↑，在該反應中SiO2作還原劑考點四：二氧化硅的性質極其用途4.（2023下·四川南充·高一?？计谥校┒趸?SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料。下列說法正確的是A．同二氧化碳一樣，二氧化硅分子是由一個硅原子和兩個氧原子構成的B．SiO2既能與HF反應，又能與NaOH反應，屬于兩性氧化物C．制備粗硅的化學方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑D．因為CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強過關檢測1.（2023下·河南平頂山·高一統(tǒng)考期末）下列物品的主要成分為硅酸鹽的是物品

選項A．電腦B．水缸C．電動車D．紅燈籠2.（2023下·湖南張家界·高一張家界市民族中學?？迹┫铝胁皇莻鹘y(tǒng)的無機非金屬材料的是A．玻璃 B．水泥 C．碳納米管 D．陶瓷3.（2023上·江蘇鹽城·高一統(tǒng)考期中）已知，屬于A．酸 B．酸性氧化物 C．堿 D．鹽4.（2023下·湖北武漢·高一湖北省武昌實驗中學?？迹┫铝姓f法正確的是A．高純硅可用于制作光感電池B．二氧化硅導電能力強，可用于制造光導纖維C．盛裝溶液的試劑瓶可以使用玻璃塞D．利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術品運用了是兩性氧化物的化學原理5.（2023下·廣東東莞·高一?？计谥校┎牧鲜侨祟愘囈陨婧桶l(fā)展的物質基礎。下列有關物質的說法正確的是A．太陽能電池板廣泛應用在航天器上，其材料是晶體硅B．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸鹽材料C．半導體行業(yè)中有一句話：“從沙灘到用戶”，計算機芯片的材料是二氧化硅D．中國航天飛船外殼用到的是特種鎂合金，屬于新型無機非金屬材料6.（2023下·重慶江津·高一?？计谥校┫铝形镔|中對應的用途不正確的是A．單質硅--半導體材料 B．二氧化硅--光導纖維C．硅酸鈉--光電池原料 D．硅酸凝膠--作干燥劑7.（2023下·四川自貢·高一統(tǒng)考期末）近年來，我國在航天、通信、環(huán)保等領域取得了舉世矚目的成就，科學技術的進步離不開化學。下列說法正確的是A．航天飛船使用的高溫結構陶瓷，屬于硅酸鹽材料B．太陽能電池的材料是二氧化硅C．碳納米管屬于新型無機非金屬材料D．用于通信的光導纖維，是用高純硅制造的8.（2023下·山東臨沂·高一統(tǒng)考期末）能正確表示下列反應的離子方程式為A．氯化銅溶液中通入硫化氫：B．硅酸鈉溶液中通入二氧化碳：C．過量二氧化碳通入飽和碳酸鈉溶液中：D．碳酸氫銨溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液：9.（2023下河北邯鄲·高一?？迹┫铝杏嘘P硅及其化合物的說法中正確的是A．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B．反應①，反應②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，兩反應是相互矛盾的，不可能都發(fā)生C．粗硅制備單晶硅涉及反應之一：D．雖然能與、反應，但不是兩性氧化物10.（2022下·山西朔州·高一?？迹┫铝袛⑹稣_的是A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質相似B．依據，推測硅酸的酸性比碳酸強C．CO2和SiO2都能與碳反應，且都作氧化劑D．SiO2既能和NaOH反應，又能和HF反應，所以二氧化硅屬于兩性氧化物11.（2023上·黑龍江哈爾濱·高一校考）工業(yè)上以石英砂(SiO2)為原料制取單質硅，其工藝流程圖如下：流程一：流程二：已知SiH4中H為-1價。下列有關反應分類說法不正確的是A．①～④均屬于氧化還原反應 B．只有①②③屬于置換反應C．⑥既屬于氧化還原反應又屬于分解反應 D．⑤中的兩個化學反應均屬于復分解反應12.（2023下·江蘇無錫·高一?？计谥校┫铝嘘P于硅及其化合物的說法中，不正確的是A．自然界中的硅元素全部是以化合態(tài)形式存在B．據SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應，可推知硅酸酸性比碳酸酸性強C．不能用二氧化硅跟水直接反應制取硅酸D．可用作黏合劑、木材防火劑的原料，實驗室保存溶液應用橡膠塞13.（2023上·江西南昌·高一統(tǒng)考）碳酸鈣和二氧化硅常用作日常生活中牙膏的摩擦劑，下列說法正確的是A．常溫下，碳酸鈣易溶于水B．二氧化硅()中硅原子與氧原子的個數比為7：8C．工業(yè)上常采用煅燒碳酸鈣的方法來制備D．由反應可知，為堿性氧化物14.（2023下·重慶江津·高一校聯(lián)考期末）下列有關硅及其化合物的說法中不正確的是A．在粗硅的提取中發(fā)生反應：2C+SiO22CO↑+Si，硅元素被還原B．Si和SiO2均能與NaOH溶液反應生成硅酸鈉C．用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，然后再通入CO2D．由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性強于碳酸15．（2023下·湖北武漢·高一校聯(lián)考期末）高純硅廣泛應用于信息技術和新能源技術等領域，用(能與水強烈反應)與過量在1000~1100℃溫度下反應制備高純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置略去)。下列相關說法錯誤的是

A．裝置B中的試劑作用是干燥B．裝置D可使用石英玻璃管C．裝置D中發(fā)生反應的可用焦炭代替D．裝置C中的燒瓶需要水浴加熱，以更好的獲得反應原料氣16.（2023下·四川資陽·高一?？迹㊣.按要求填空①陶瓷餐具②混凝土橋墩③玻璃④石英鐘⑤水晶項鏈⑥硅太陽能電池⑦光導纖維⑧計算機芯片（1）使用了硅單質的是(填序號)。（2）使用了二氧化硅的是(填序號)。（3）使用了硅酸鹽材料的是(填序號)。（4）工業(yè)上制粗硅的化學方程式。II.（5）濃使蔗糖變黑，體現了濃的性。黑色物質為炭粉，炭粉與濃硫酸繼續(xù)反應的化學方程式為。17.（2023下·廣東深圳·高一?？计谥校└呒児枋乾F代信息、半導體和光伏發(fā)電等產業(yè)都需要的基礎材料。工業(yè)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(yè)上用石英砂和過量焦炭在電弧爐中高溫加熱生成粗硅的化學方程式為；當有1molC參與反應時，該反應轉移的電子數是。（2）還原爐中發(fā)生的化學反應方程式為