下载文档原格式
新型无机非金属材料第一种材料是石墨烯。
石墨烯是由原子薄层构成的碳材料，具有特殊的二维结构。
它的热导率极高，电导率也很高，还具有较高的机械强度和化学稳定性，被广泛应用于电子、能源和材料等领域。
例如，它可以用于制造高效的电池、超级电容器和太阳能电池等能源设备。
第二种材料是陶瓷材料。
陶瓷是一类以无机非金属化合物为主要组分的材料。
它具有优良的耐磨、耐高温和电绝缘性能，被广泛应用于航空航天、化工和医疗等领域。
例如，陶瓷材料可以用于制造高温炉、高压容器和人工关节等。
第三种材料是光学材料。
光学材料是一类能够调控和传播光信号的材料。
它具有优良的透光性、折射率可控性和非线性光学效应等特点，被广泛应用于通信、显示和传感等领域。
例如，光学材料可以用于制造光纤、液晶显示器和激光器等光学器件。
第四种材料是高分子材料。
高分子材料是由无机非金属构成的聚合物材料。
它具有优良的柔韧性、机械强度和导电性能，被广泛应用于塑料、橡胶和纺织品等领域。
例如，高分子材料可以用于制造塑料袋、橡胶密封件和纤维素纤维等。
第五种材料是陶瓷纳米材料。
陶瓷纳米材料是一种由纳米粒子组成的陶瓷材料。
它具有较大的比表面积和较好的化学稳定性，被广泛应用于催化剂、传感器和生物医药等领域。
例如，陶瓷纳米材料可以用于制造汽车尾气催化剂、生物传感器和药物缓释载体等。
综上所述，新型无机非金属材料在科技发展中起着重要的作用。
它们的独特特性使其成为众多行业的重要组成部分，推动了现代社会的进步和发展。
随着科学技术的不断进步，相信新型无机非金属材料将在更多的领域发挥更大的应用潜力。
高中新型无机非金属材料高中新型无机非金属材料，这听起来就像个高大上的话题，对吧？其实它跟我们的生活息息相关。
想象一下，每次走进教室，看到那些光鲜亮丽的桌椅，没准就是这些材料的功劳。
无机非金属材料，乍一听觉得好复杂，其实它们就像我们的老朋友。
比如，玻璃就是一种典型的无机材料。
它不仅透明，还能把阳光透进教室，增添一丝温暖。
还有陶瓷，听说过吗？那可是无机非金属材料中的“颜值担当”。
细腻光滑的表面，简直让人爱不释手，尤其是那些色彩斑斓的花纹，仿佛把生活的艺术感都融入其中。
咱们再聊聊它们的用途，真是五花八门。
不管是建筑、电子产品还是日常用品，这些材料几乎无处不在。
比如，建筑用的瓷砖、陶土，都离不开它们。
大家有没有注意到，许多家居装饰都是用瓷砖铺成的，不仅耐磨还好打理，真是一举多得呀。
随着科技的发展，新型无机材料还在不断推陈出新，像那些高强度的玻璃纤维，轻便又坚固，真是让人刮目相看。
这不，已经有人用它们做飞机的外壳，想想都觉得酷炫。
再说说环保，嘿，今天的科技可是越来越关注这个话题了。
很多新型无机非金属材料在生产过程中，都会考虑到节能减排。
试想一下，未来的建筑，能用上这种环保材料，真是让人倍感欣慰。
大家或许听说过，像是再生玻璃、可降解陶瓷等等，都是为了保护咱们的地球母亲。
想要实现可持续发展，这些材料可是绝对不可或缺的。
作为高中生的我们，也得关注一下这些材料的研究和应用。
有没有同学想过，做个小实验，看看不同材料的特性？比如，把玻璃和陶瓷放在一起，做个简单的比较，哪一个更耐热，哪一个更易碎。
这种动手实践的感觉，肯定能让我们对无机非金属材料有更深刻的理解。
说不定，哪天你们就能发明出一种更好、更环保的材料，给社会带来改变，真是太有意思了。
说到创新，大家有没有想过，未来的科技会带来怎样的无机材料？咱们常说“科学改变世界”，可真不是空口无凭。
很多科学家正在致力于研发新材料，像是超导材料，能让电流无阻力通过，听起来就超神奇！还有那些超轻材料，能让飞行器飞得更远，真是让人想要亲自去试试。
第三节 新型无机非金属材料
Ⅰ学习重点
1.了解新型材料的特性及与传统的无机非金属.
2.了解高温结构陶瓷和光导纤维有关知识.
1.传统的无机非金属材料指 材料，具有 等优点.新型无机非金 属材料的特性 ， ， ， .
2.结构材料 ，高温结构陶瓷的优点 .
3.光导纤维主要用于 ，另外还可用于 .
4.第ⅣA 族元素中，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的. 锗(Ge)是一种良好的半导体材料，被广泛应用于电子工业上，它可以从煤燃烧的烟道灰中提
① ；② ； ③ ；④ .
第三节 新型无机非金属材料参考答案
1.
2.
能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小。
3.
O
+4HCl
O
O Ge+2H 2O。
第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料【同步教育信息】一. 本周教学内容：第二节硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料二.知识目标：初步了解“硅酸盐工业”；初步了解制水泥的主要原料和生产过程、水泥的主要成分和性质；了解制玻璃的主要原料和主要反应。
三. 能力目标：通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力。
四. 德育目标：使学生逐渐形成正确的科学社会观，即使学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题，具有社会责任感。
通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍，激发学生学习兴趣。
五. 重点难点：普通玻璃的化学反应原理作为知识目标中的重点，但更重要的是培养学生的能力及科学情感和科学思想。
六. 知识分析：（一）硅酸盐工业简介1. 水泥普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·Si02)、硅酸二钙(2CaO·Si02)和铝酸三钙(3CaO·A1218)等。
2. 玻璃玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。
玻璃没有固定的熔、沸点。
3. 比较水泥和玻璃的生产方法（见下表）硅酸盐产品4. 陶瓷（1）制造陶瓷的主要原料：粘土。
（2）制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器（3）陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。
硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石：A12(Si218)(OH)4可表示为：A1218·2Si02·2H20（二）新型无机非金属材料：1. 无机非金属材料的分类（1）传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
（2）新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。
2. 新型无机非金属材料的特性（1）耐高温、强度高（2）具有电学特性（3）具有光学特性（4）具有生物功能3. 高温结构陶瓷（1）高温结构陶瓷的优点：能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
（2）高温结构陶瓷的种类：①氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。
可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。
②氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。
可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。
③碳化硼陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。
广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。
4. 光导纤维（光纤）（1）光导纤维的特点：传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电辐射等。
（2）光导纤维的应用：通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等【典型例题】[例1] 熔融烧碱应选用的器皿是（）A. 石英玻璃坩埚B. 普通玻璃坩埚C. 生铁坩埚D. 陶瓷坩埚精析：除生铁坩埚以外的其他三种坩埚中均含有2SiO ，高温下，烧碱能与2SiO 发生如下反应O H SiO Na NaOHSiO 23222++熔融而使坩埚受到腐蚀。
答案：C小结：本题主要考查运用化学反应O H SiO Na NaOH SiO 23222+=+来分析实践情况的能力。
实验中所用加热器皿的选择，既要考虑器皿材料的熔点，又要考虑材料与所盛物质之间能否发生化学反应。
[例2] 有A 、B 、C 三种不溶于水的固体。
A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。
B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。
此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。
将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C ，C 在高温时软化，无固定熔点。
根据以上事实，判断A 为哪种元素的单质？B 、C 各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。
精析：A 物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：44375.132=⨯该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A 为碳元素的一种单质。
22CO O C 点燃+ 根据B 物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B 物质为二氧化硅。
O H SiO Na NaOH SiO 23222+=+↓+=+323222SiO H NaCl HCl SiO NaC 物质由石灰石、纯碱和B 物质（二氧化硅）混合加热而得，结合C 物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C 物质为普通玻璃。
↑++232232CO SiO Na SiO CO Na 高温 ↑++2323CO CaSiO SiO CaCO 高温答案：略 小结：本题考查学生通过物质在化学变化中发生的现象和性质，推断物质的能力。
先求出A 燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A ；再根据B 的有关反应现象可推出B ；最后根据制取C 的方法及C 的性质可推出C 。
[例3] 钛（Ti ）因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应。
红热时，却可与常见非金属单质反应。
钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。
地壳中含钛矿石之一称为金红石（2TiO ），目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入2Cl 制得4TiCl 和一种可燃性气体。
该反应的化学方程式为 ，该反应的还原剂是 。
第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与4TiCl 反应制得金属钛。
① 写出此反应的化学方程式 。
② 如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤。
精析：由反应物金红石、炭粉及2Cl 和产物之一4TiCl ，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO 。
显然，Ti 的化合价不变，2Cl 中氯元素的化合价降低，化合价升高的是碳元素，因而C是还原剂。
利用上述思路可得镁与4TiCl 反应的产物为Ti 和2MgCl 。
因反应中镁是过量的，故在反应后的混合物中提取钛须除去镁粉和2MgCl ，加足量的盐酸充分反应后过滤，将滤渣用蒸馏水洗涤可得钛。
答案：CO TiCl Cl C TiO 222422+++高温 C① 2422MgCl Ti Mg TiCl +=+② 加入足量的盐酸除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗净固体即得金属钛。
小结：本题考查学生利用题给信息结合所学知识解决实际问题的能力。
从题干中筛选出重要信息：（1）钛在常温下不和非金属、强酸反应，故用盐酸溶解镁粉；（2）过量的镁与4TiCl 反应，故反应后镁有剩余。
[例4] 普通柴油机是由什么材料制造的？为什么普通柴油机都有一个水箱？有了水箱会产生什么后果？要克服这些缺点，理想的材料可用氮化硅陶瓷，它具有哪些优良性能？精析：通过该题对非金属无机材料特性分析（承受高温、高强度、电学特性、光学特性、生物特性等）来理解现代科学技术的作用。
此题是和人们生活密切相关的实物分析，既体现了联系实际又考查了学生分析综合能力。
答案：普通柴油机是由钢铁制成的。
为了冷却降温，普通柴油机都有一个水箱。
但水箱的使用，会使热效率降低。
理想的材料可采用氮化硅陶瓷，它是一种高温结构陶瓷，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、不易传热等优点，用它做的柴油机，不需用水冷却，热效率高，目前只有我国等少数国家能够制造这种柴油机。
[例5] 请据下图7—9回答，经数小时后U 形管A 、B 两处的液面会出现下列哪种情况。
（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）（ ）A. A 处上升，B 处下降B. A 、B 两处都下降C. A 处下降，B 处上升D. A 、B 两处都不变精析：此题是一道物理、化学、生物知识的综合应用问题，考查了呼吸作用、分子的运动、2CO 的化学性质、压强差等问题。
本题中小白鼠呼吸时消耗瓶中的2O 产生2CO 气体，由于分子运动，2CO 可被足量的NaOH 溶液吸收，发生化学反应O H CO Na CO NaOH 23222+=+。
从而造成容器内气压降低，引起U 形管中水面A 处下降，B 处上升。
解答本题的关键是弄清小白鼠呼吸作用出现后，引起的一系列物理、化学变化。
其过程为：呼吸→分子运动→碱（NaOH ）的性质→压力的变化→大气压的作用，最终得出正确的答案。
答案：C[例6]（2018·上海）超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。
其制取原理为：CO AlN C N O Al 323232+++高温。
由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。
为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：（1）称取10.00g 样品，将其加入过量的NaOH 浓溶液中共热并蒸干，AlN 跟NaOH 溶液反应生成2NaAlO ，并放出氨气3.36L （标准状况）。
① 上述反应的化学方程式为 。
② 该样品中的AlN 的质量分数为 。
（2）另取10.00g 样品置于反应器，通入2.016L （标准状况）2O ，在高温下充分反应后测得气体的密度为134.1-⋅L g （已折算成标准状况，AlN 不跟2O 反应）。
该样品中含杂质炭 g 。
精析：（1）设10g 样品中含AlN 的质量为x ，则由↑+=++322NH NaAlO O H NaOH AlN41g 22.4Lx 3.36Lg LL g x 15.64.2236.341=⨯= 样品中AlN 的质量分数为%5.61%1001015.6=⨯g g （2）通入氧气的物质的量为：mol mol L L O n 09.04.22016.2)(12=⋅=-，所得气体的平均相对分子质量为：11113200.304.2234.1----⋅<⋅=⋅⨯⋅mol g mol g mol L L g ，故所得气体必为CO 和2CO 的混合物，设CO 、2CO 的物质的量分别为x 、y ，则根据氧原子守恒有mol y x 209.02⨯=+ ①又根据平均摩尔质量的概念有1130)(123209.0--⋅=+++⋅⨯mol g yx y x mol g mol ② 解①②得：g mol y mol x 10,02.0,14.0==该样品中含杂质碳的质量为g mol mol mol g 92.1)02.014.0(121=+⨯⋅-答案：（1）① ↑+=++322NH NaAlO O H NaOH AlN ② 61.5%（2）1.92[例7] BGO 是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。
已知；① BGO 中，锗处于其最高价态；② 在BGO 中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构；③ BGO 可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO 晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。
