2024年人教版高一化學(xué)寒假提升第03講 無機(jī)非金屬材料（原卷版）

第03講無機(jī)非金屬材料目錄新知導(dǎo)航：熟悉課程內(nèi)容、掌握知識(shí)脈絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)：知識(shí)點(diǎn)全面梳理，掌握必備重點(diǎn)記憶：關(guān)鍵點(diǎn)快速記憶，提升能力小試牛刀：考點(diǎn)剖析+過關(guān)檢測(cè)，合理應(yīng)用課時(shí)1無機(jī)非金屬材料一、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料1.硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)復(fù)雜，在自然界中廣泛存在。（2）硅酸鹽的結(jié)構(gòu)在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，其結(jié)構(gòu)如圖所示。每個(gè)Si結(jié)合個(gè)O，Si在中心，在四面體的4個(gè)頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的相互連接，每個(gè)為兩個(gè)四面體所共有，與個(gè)Si相結(jié)合。（3）硅酸鹽的特性硅氧四面體結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度、熔點(diǎn)、溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)。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(shè)備—主要成分成分復(fù)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(diǎn)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(zhì)，無固定熔點(diǎn)，在某一溫度范圍內(nèi)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(xué)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(jié)力強(qiáng)、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(yīng)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(yīng)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(jī)非金屬材料1.硅和二氧化硅（1）硅的存在與性質(zhì)①硅在自然界主要以和的形式存在；②單質(zhì)硅是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料；③高溫下，硅能與氧氣反應(yīng)生成，與氯氣反應(yīng)生成。（2）二氧化硅的性質(zhì)①二氧化硅硬度大、熔點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能。（3）石墨烯是只有一個(gè)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。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(yīng)的化學(xué)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(yīng)共同的反應(yīng)類型是氧化還原反應(yīng)(或置換反應(yīng))，反應(yīng)①中焦炭的作用是還原劑，反應(yīng)③中氫氣的作用是還原劑?？键c(diǎn)剖析考點(diǎn)一：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料1．（2023上·遼寧·高一統(tǒng)考）下列屬于傳統(tǒng)無機(jī)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(diǎn)二：新型無機(jī)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(guó)載人航天器，下列不屬于新型無機(jī)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(diǎn)三：硅的性質(zhì)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(guó)的芯片封鎖，實(shí)現(xiàn)了智能手機(jī)5G芯片國(guó)產(chǎn)化。下列有關(guān)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(dǎo)體材料，它屬于非電解質(zhì)B．晶體硅和無定形硅是硅元素的同素異形體，二者化學(xué)性質(zhì)完全不同C．光刻膠是制造芯片的關(guān)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(yīng)中SiO2作還原劑考點(diǎn)四：二氧化硅的性質(zhì)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(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成的B．SiO2既能與HF反應(yīng)，又能與NaOH反應(yīng)，屬于兩性氧化物C．制備粗硅的化學(xué)方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑D．因?yàn)镃aCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)過關(guān)檢測(cè)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(xiàng)A．電腦B．水缸C．電動(dòng)車D．紅燈籠2.（2023下·湖南張家界·高一張家界市民族中學(xué)校考）下列不是傳統(tǒng)的無機(jī)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(shí)驗(yàn)中學(xué)?？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(dǎo)電能力強(qiáng)，可用于制造光導(dǎo)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(shù)品運(yùn)用了是兩性氧化物的化學(xué)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(zhì)基礎(chǔ)。下列有關(guān)物質(zhì)的說法正確的是A．太陽(yáng)能電池板廣泛應(yīng)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(dǎo)體行業(yè)中有一句話：“從沙灘到用戶”，計(jì)算機(jī)芯片的材料是二氧化硅D．中國(guó)航天飛船外殼用到的是特種鎂合金，屬于新型無機(jī)非金屬材料6.（2023下·重慶江津·高一校考期中）下列物質(zhì)中對(duì)應(yīng)的用途不正確的是A．單質(zhì)硅--半導(dǎo)體材料 B．二氧化硅--光導(dǎo)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(guó)在航天、通信、環(huán)保等領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開化學(xué)。下列說法正確的是A．航天飛船使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，屬于硅酸鹽材料B．太陽(yáng)能電池的材料是二氧化硅C．碳納米管屬于新型無機(jī)非金屬材料D．用于通信的光導(dǎo)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(yīng)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(guān)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(yīng)①，反應(yīng)②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，兩反應(yīng)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(yīng)之一：D．雖然能與、反應(yīng)，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(zhì)相似B．依據(jù)，推測(cè)硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)C．CO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑D．SiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以二氧化硅屬于兩性氧化物11.（2023上·黑龍江哈爾濱·高一?？迹┕I(yè)上以石英砂(SiO2)為原料制取單質(zhì)硅，其工藝流程圖如下：流程一：流程二：已知SiH4中H為-1價(jià)。下列有關(guān)反應(yīng)分類說法不正確的是A．①～④均屬于氧化還原反應(yīng) B．只有①②③屬于置換反應(yīng)C．⑥既屬于氧化還原反應(yīng)又屬于分解反應(yīng) D．⑤中的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)均屬于復(fù)分解反應(yīng)12.（2023下·江蘇無錫·高一校考期中）下列關(guān)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(jù)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應(yīng)，可推知硅酸酸性比碳酸酸性強(qiáng)C．不能用二氧化硅跟水直接反應(yīng)制取硅酸D．可用作黏合劑、木材防火劑的原料，實(shí)驗(yàn)室保存溶液應(yīng)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(gè)數(shù)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(yīng)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(guān)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(yīng)：2C+SiO22CO↑+Si，硅元素被還原B．Si和SiO2均能與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D．由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸15．（2023下·湖北武漢·高一校聯(lián)考期末）高純硅廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域，用(能與水強(qiáng)烈反應(yīng))與過量在1000~1100℃溫度下反應(yīng)制備高純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置略去)。下列相關(guān)說法錯(cuò)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(yīng)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(yīng)原料氣16.（2023下·四川資陽(yáng)·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(xiàng)鏈⑥硅太陽(yáng)能電池⑦光導(dǎo)纖維⑧計(jì)算機(jī)芯片（1）使用了硅單質(zhì)的是(填序號(hào))。（2）使用了二氧化硅的是(填序號(hào))。（3）使用了硅酸鹽材料的是(填序號(hào))。（4）工業(yè)上制粗硅的化學(xué)方程式。II.（5）濃使蔗糖變黑，體現(xiàn)了濃的性。黑色物質(zhì)為炭粉，炭粉與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。17.（2023下·廣東深圳·高一?？计谥校└呒児枋乾F(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)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(yīng)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(xué)方程式為；當(dāng)有1molC參與反應(yīng)時(shí)，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是。（2）還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為