高中化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料知識(shí)和測(cè)試題

第五章

化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)

無(wú)機(jī)非金屬材料材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類(lèi)使用材料除了金屬材料，還有無(wú)機(jī)非金屬材料等。許多無(wú)機(jī)非金屬材料（如水泥、玻璃、陶瓷）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。材料包括：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料無(wú)機(jī)非金屬材料包括：傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料(以硅酸鹽材料為主，如玻璃、陶瓷、水泥)和新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料--硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)硅氧四面體結(jié)構(gòu)閱讀課本P20-21完成下列表格陶瓷：黏土

陶瓷窯

生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等玻璃：純堿、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）普通玻璃Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

玻璃窯生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，制造玻璃纖維用于高強(qiáng)度復(fù)合材料水泥：黏土和石灰石

水泥回轉(zhuǎn)窯

大量用于建筑和水利工程二、新型的無(wú)機(jī)非金屬材料1.硅和二氧化硅Si第三周期、第IVA族，處于金屬和非金屬的過(guò)渡位置Si導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅在自然界中的存在形式硅都以化合態(tài)存在于自然界，主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。閱讀課本P22了解高純硅的制備根據(jù)流程圖寫(xiě)出涉及的主要化學(xué)反應(yīng)從沙灘到用戶(hù)硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿外不跟其他物質(zhì)反應(yīng)。與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Si+2F2=SiF4

Si+2Cl2=SiCl4

Si+O2=SiO2與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑硅的用途：Si導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料。課堂練習(xí)

課本25

T3

T43、氫氟酸是HF的水溶液，可與SiO2發(fā)生反應(yīng)生成SiF4和H2O。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶4、

SiO2是一種酸性氧化物，能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。例如，

SiO2與NaOH反應(yīng)可生成Na2SiO3寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O思考：實(shí)驗(yàn)室盛NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞不用玻璃塞？NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成

Na2SiO3，硅酸鈉水溶液有粘性，使瓶塞部分粘結(jié)而無(wú)法打開(kāi)。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。SiO2

＋

2NaOH=Na2SiO3

＋H2O思考：

不是，二氧化硅和其他酸不反應(yīng)，只能與HF酸反應(yīng)，且生成的SiF4不是鹽思考：陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能與NaOH反應(yīng)，使得坩堝受損。思考：SiO2不溶于水，又不與水反應(yīng)，硅酸可以讓SiO2和水反應(yīng)制得嗎？Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓

Na2SiO3寫(xiě)成氧化物形式：Na2O?SiO2

K(Al3Si3O10)(OH)2寫(xiě)成氧化物形式：K2O·

3Al2O3·

6SiO2·

2H2O二氧化硅的用途：玻璃儀器

光導(dǎo)纖維

石英坩堝

水晶、瑪瑙飾品2.新型陶瓷

碳化硅（SiC）俗稱(chēng)金剛砂，硬度很大，可用作砂紙和砂輪的磨料，還具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，可以用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等。閱讀課本P24科學(xué).技術(shù).社會(huì)壓電陶瓷

透明陶瓷

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷

超導(dǎo)陶瓷3.碳納米材料碳納米材料是近年來(lái)人們十分關(guān)注的一類(lèi)新型無(wú)機(jī)非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。富勒烯之一C60

石墨烯

碳納米管

注：碳納米材料(富勒烯、石墨烯等)、金剛石、石墨都是碳的同素異形體。課堂練習(xí)碳納米管、石墨烯、C60等新型碳材料具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說(shuō)法正確的是?(C)A.碳納米管屬于膠體B.石墨烯屬于有機(jī)化合物C.C60與金剛石互為同素異形體D.均具有相同的熔點(diǎn)課堂達(dá)標(biāo)1．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(C)A．玻璃是人類(lèi)最早使用的硅酸鹽制品B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂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

2、下列關(guān)于無(wú)機(jī)非金屬材料的說(shuō)法中正確的是(C)A.傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指:光導(dǎo)纖維、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B.新型無(wú)機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),但強(qiáng)度比較差C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D.傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽3.

材料與生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，目前使用的材料主要有：金屬材料、傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料、新型無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等。（1）硅酸鹽材料是重要的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金尾材料，也是日常生活、交通工具、建筑行業(yè)等不可缺少的材料之一。下列不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是①

(填寫(xiě)序號(hào))①光導(dǎo)纖維②水泥

③玻璃

④陶瓷（2）玻璃是重要的建筑和裝飾材料，玻璃屬于混合物(填“純凈物”或“混合物”)。有些玻璃的花紋是利用氫氟酸對(duì)普通玻璃中的二氧化硅的腐蝕作用而制成的，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

。（3）氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大