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第2课时 硅酸盐与无机非金属材料1.水玻璃是Na 2SiO 3的水溶液，有黏性，常用作矿物胶。
2．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥和陶瓷。
3．新型无机非金属材料包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。
4．玻璃的成分为：Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2；水泥的成分为：3CaO·SiO 2、2CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3。
5．两个化学方程式：CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑，Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。
对应学生用书P861．我们已学过的材料有哪些？提示：金属材料、硅酸盐材料、有机高分子材料、复合材料。
2．玻璃属于什么材料？ 提示：硅酸盐材料。
3．塑料属于什么材料？ 提示：有机高分子材料。
[新知探究]探究1 玻璃(1)主要原料：纯碱、石灰石、石英。
(2)主要反应：⎩⎪⎨⎪⎧Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑ (3)产品成分：Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2。
探究2 水泥(1)主要原料：黏土、石灰石。
(2)产品成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。
探究3 陶瓷 原料：黏土。
[必记结论](1)硅酸盐除Na 2SiO 3、K 2SiO 3易溶于水，其他都难溶于水。
(2)Na 2SiO 3水溶液俗称水玻璃，有黏性，常用作矿物胶。
(3)玻璃、水泥、陶瓷均为硅酸盐材料，不溶于水。
(4)水泥有水硬性，石膏的主要作用是调节水泥的硬化速度。
(5)玻璃属于混合物，没有固定熔点。
(6)钢化玻璃的成分与普通玻璃的成分相同。
[成功体验]1．(好题共享·选自人教版教材P 80·T 1)有下列物品或设备：①陶瓷餐具 ②砖瓦 ③水泥路桥 ④门窗玻璃 ⑤水晶镜片 ⑥石英钟表 ⑦玛瑙手镯 ⑧硅太阳能电池 ⑨石英光导纤维 ⑩计算机芯片。
第09讲 硅的化合物 新型无机非金属材料模块一 二氧化硅硅酸资料卡片——SiO 2的结构与物理性质二、SiO 2的化学性质1．二氧化硅虽然不溶于水，但它是一种酸性氧化物（1）与NaOH 反应：_______________________________________； （2）与CaO 反应：SiO 2+CaO =====△CaSiO 3 2．二氧化硅的特性与HF 反应：_______________________________________________； 3．二氧化硅可与某些盐反应制备玻璃SiO 2+ Na 2CO 3 =====高温Na 2SiO 3 + C O 2↑ SiO 2+ CaCO 3 =====高温CaSiO 3 + C O 2↑ 三、SiO 2的用途1．用于生产____________； 2．水晶、玛瑙等饰品； 3．制作耐高温的化学仪器。
四、硅酸1．H 2SiO 3的弱酸性：硅酸是难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。
2．H 2SiO 3的不稳定性：硅酸受热易分解，H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O 。
3．硅酸的制备（强酸制弱酸）： Na 2SiO 3 + 2HCl ===2NaCl+ H 2SiO 3(胶体) Na 2SiO 3 + CO 2 +H 2O ===H 2SiO 3(胶体) +Na 2CO 3模块二新型无机非金属材料如图所示，二氧化硅晶体是由Si 原子和O 原子按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体，所以我们通常用SiO 2来表示二氧化硅的组成。
SiO 2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
一、新型陶瓷 新型陶瓷包括高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等，在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
例如，碳化硅（SiC ）俗称金刚砂，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。
无机非金属材料的主角硅的习题及答案第四章非金属及其化合物第一讲无机非金属材料的主角——硅(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1．下列说法中，不正确的是( )A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B．泡花碱属于盐类C．明矾和漂均可用于自来水的杀菌、消毒D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料解析明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。
答案 C2．下列关于硅的说法中，不正确的是( )A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应解析晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。
答案 C3．下列离子方程式不正确的是( )－A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO23＋H2O－B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO23＋CO2＋H2O===2HCO－3－C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO23＋CO2＋2－2H2O===H4SiO4↓＋CO3－D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO23＋2H2↑解析向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO－3，A项错误。
答案 A4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列关于硅的说法不正确的是( )A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B．硅可由二氧化硅还原制得C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅解析自然界中无单质硅存在。
第14讲碳、硅及无机非金属材料[高考评价要求]1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一碳及其重要化合物1.碳单质：存在形式有金刚石、石墨、足球烯等，它们互为同素异形体。
①碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。
②同素异形体之间的转化是化学变化，且属于非氧化还原反应。
2.碳的氧化物(CO、CO2)的比较CO CO2物理性质无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水(溶解度小)毒性有毒(易结合血红蛋白)无毒(温室效应)化学性质还原性可燃性，还原氧化铁—氧化性—①与炽热的木炭反应②Mg在CO2中燃烧与水反应—CO2＋H2O H2CO3与碱反应(石灰水)—Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(检验CO2)续表CO CO2相互转化CO2C，△①O2；②CuOCO用途燃料、冶炼金属等灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等3.碳酸(H2CO3)：弱酸、不稳定。
碳酸只能存在于水中，在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。
1.碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人类认识和利用，碳的一系列化合物——有机化合物，更是生命的根本。
下列有关说法中正确的是()A.含碳的化合物数量众多、分布极广B.向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物C.碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、12C、14C、C60等D.煤、石油属于不可再生能源，天然气、乙醇属于可再生能源答案：A2.(双选)(2022·潍坊高三模拟)科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。
下列说法错误的是()A.CO 2是自然界碳循环中的重要物质B.CO 2加氢转化为乙烯，CO 2被氧化C.CO 2电催化时，在阳极转化为燃料D.CO 2与环氧丙烷可合成可降解塑料解析：选BC 。
无机非金属材料的元素组成1.二氧化硅（SiO2）：由硅和氧元素组成。
它是地壳中最常见的化合物之一，也是石英、硅石和沙子的主要成分。
2.硫化物（S2-）：含有硫元素的化合物。
常见的硫化物包括硫化氢（H2S）、硫化铁（FeS）和硫化锌（ZnS）等。
硫化物在天然矿石中广泛存在，例如黄铁矿和闪锌矿。
3.氮化物（N3-）：含有氮元素的化合物。
其中最常见的是氨气（NH3）、硝酸盐（NO3-）和氨基（NH2-）。
氮化物常用于制备氮化硅（Si3N4）等高温材料。
4.氯化物（Cl-）：含有氯元素的化合物。
常见的氯化物包括氯化钠（NaCl）、氯化铁（FeCl2）和氯化铝（AlCl3）。
氯化物通常用于消毒、脱盐和水处理等领域。
5.氧化物（O2-）：含有氧元素的化合物。
常见的氧化物包括水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氧化铁（Fe2O3）。
氧化物在地壳中广泛存在，例如山泥石和赤铁矿。
6.磷酸盐（PO43-）：含有磷、氧和酸基团的化合物。
磷酸盐常见于生物体中，例如骨骼和DNA分子。
常见的磷酸盐包括磷酸三钠（Na3PO4）和磷酸铵（NH4H2PO4）。
7.碳酸盐（CO32-）：含有碳和氧元素的化合物。
其中最常见的是碳酸钙（CaCO3），它在自然界中以石灰岩和大理石的形式存在。
碳酸盐还包括碳酸铵（NH4CO3）和碳酸钠（Na2CO3）等。
8.硅酸盐：含有硅和氧元素以及金属离子的化合物。
最典型的例子是长石矿物，如正长石和斜长石。
硅酸盐在地壳中广泛存在，例如石英和花岗岩。
除了上述常见的无机非金属材料，还有许多其他的元素组成的化合物，每种化合物都具有不同的物理和化学特性。
无机非金属材料在工业、建筑、电子、医疗和环境等领域有广泛应用，例如玻璃、塑料、陶瓷、橡胶和纤维等。
不同的元素组成和结构使得这些材料具有不同的性质和用途，为人类的生活和技术发展提供了重要的支持。
第1节硅无机非金属材料一、单质硅与半导体材料1、硅⑴硅在自然界的存在；硅在地壳中的含量仅次氧，储量丰富，现已成为应用广泛的半导体材料。
⑵硅的物理性质：硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。
导电性介于导体和绝缘体之间。
⑶硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。
加热条件下，可与氧气反应：Si + O2加热===== SiO2Si + 2F2=== SiF4Si + 4HF === SiF4↑+ 2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑⑷硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
SiO2 + 2C 高温=====Si + 2CO↑制高纯硅：Si+2Cl2高温===== SiCl4SiCl4+2H2高温=====Si+4HCl⑸硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。
硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等。
此外，硅合金的用途也很广。
如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用于制造耐酸设备。
2、半导体材料半导体材料是指导电能力介于于导体和绝缘体之间的一类材料。
二、二氧化硅与光导纤维1、二氧化硅①二氧化硅的存在及其物理性质：二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅SiO2的物理性质：沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体．二氧化硅晶体是由由氧原子和硅原子构成的②化学性质：SiO2是熔点最高的非金属氧化物，具有弱氧化性和酸性氧化物的通性1、与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（氢氟酸腐蚀玻璃）（二氧化硅的特性）2、高温与碳反应：SiO2+2C高温===== Si+2CO↑、SiO2+3C 高温=====SiC+2CO↑（二氧化硅的弱氧化性）3、高温和碳酸盐反应：SiO2+Na2CO3 高温=====Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3高温=====CaSiO3+CO2↑（工业制玻璃）4、SiO2+CaO 高温=====CaSiO3（炼铁中除炉渣）5、SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O（盛碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞）[思考]1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?2、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么吗?③二氧化硅的用途：(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、工艺品(2)光导纤维原料(3)制玻璃2、光导纤维三、硅酸盐与无机非金属材料无机非金属材料一般耐高温、温度高、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。
主要包括陶瓷、玻璃、无机非金属涂层等硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。
硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。
玻璃、水泥是常见的硅酸盐材料。
1、硅酸钠Na2SiO3，水溶液俗称水玻璃，具有碱性。
贮存：盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存。
变质：SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓表示：组成较复杂,通常用氧化物形式表示, 表示方法：金属氧化物.mSiO2.nH2O 如： Na2SiO3（水玻璃）——Na2O · SiO2试一试：高岭石Al2(Si2O 5) (OH)42、玻璃普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3)、石英(SiO2),生产过程中主要的化学反应：CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑NaCO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑普通玻璃的主要成分：SiO2、CaSiO3、Na2SiO33、水泥水泥的主要原料是石灰石和黏土，普通水泥的主要成分是：硅酸二钙:2CaO·SiO2 、硅酸三钙:3CaO·SiO2 、铝酸三钙:3CaO·Al2O3水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静止后，很容易凝固变硬。
由于具有这一优良特性，水泥才被广泛用做建筑材料。
水泥、沙子和碎石的混合物叫做混凝土.混凝土常用钢筋做结构，这就是通常所说的钢筋混凝土.钢筋混凝土强度大，常用来做高楼大厦、桥梁等高大建筑。
4、新型无机非金属材料的主要品种、性能及用途【例题】例1有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。
假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是（）A.便于运输、储存，从安全角度考虑，贵是最佳的燃料B.自然界的含硅化合物易开采C.硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制D.自然界存在大量单质硅例2．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃中可得到硅酸C ．SiO 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D ．因为SiO 2不溶于水，故H 2SiO 3不是SiO 2对应的酸或者说SiO 2不是H 2SiO 3对应的酸酐。
例3、下图中A 、B 、C 、D 分别代表有关反应中的一种化合物，其中物质A 是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸。
请填写以下空白：（1）A 、B 、C 、D 的化学式分别为 、 、AB DC→↓↓←点燃 、 。
（2）A →B 的化学方程式（3）C →D 的离子方程式例4.A 、B 、C 、D 、E 代表单质或化合物，他们之间的关系如图，A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。
请填空：(1)单质A 的原子结构示意图为 ，它的最高价为 。
（2）B 的化学式（分子式）为 ，B 和碳反应生成A 和E 的化学方程式是 。
（3）C 的化学式（分子式）为 ，D 的化学式是 。
例5.下列说法不正确的是（ ）A 、 制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石B 、 普通玻璃是电的绝缘体，这种透明的固体物质是晶体C 、 等物质的量的SiO 2与CaCO 3在高温下煅烧，残留物质为一纯净物D 、 石英玻璃经受温度剧变且能抵抗酸碱的腐蚀2D H O −−−−−→+氢氧化钠溶液A E B C +←−−−−−−−→加碳加氧化钙高温高温例6.常温下不能与硅反应的是（）（A）氢氟酸（B）氟气（C）氢氧化钠溶液（D）氯气例7.不能直接由氧化物和水生成的酸是（）（A）H2 SO4 （B）H2SO3 （C）H2SiO3 （D）H2CO3例8.下列离子组能在水溶液中大量共存，且加入盐酸可能生成沉淀的是（）（A）Na+、CO32- 、 Cl-、SO42-（B）Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-（C） S2- 、SO32-、OH-、Na+D）Na+、SiO32-、Cl-、NO3-例9.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（）（A）水（B）盐酸（C）烧碱浓溶液（D）硫酸例10.下列物质中没有固定熔点的是（）A．二氧化硅B．硅酸钠C．玻璃D．氢氧化钠例11.下列说法中不正确的是（）。
（A）新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高（B）高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点（C）光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便（D）光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面一、选择题1、下列说法摘自某杂志，你认为无科学性错误的是 （ ） 铅笔芯的原料是铅，儿童使用不能用嘴咬铅笔，以免中毒。
CO 有毒，生有煤炉的居室，可以放数盆水，使生成的CO 被吸收，防止中毒。
硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”。
在农业温室大棚内燃烧废橡胶，产生的CO 2不利于植物的生长。
2、融化NaOH 的坩埚可以选用 （ ）A 、瓷坩埚B 、石英坩埚C 、铁坩埚D 、铝坩埚3、下列说法错误的是 （ ）A 、水银不是银B 、纯碱不是碱C 、半导体不导电D 、硅胶不是胶体4、下列关于硅的说法不正确的是 （ ） 硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色的，有金属光泽。
硅的导电能力界于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
当加热到一定温度时，硅能与O 2、Cl 2等非金属单质反应。
硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。
5、下列物质不能由单质直接化合生成的是 （ ）A 、FeCl 3B 、CuSC 、SiO 2D 、Al 2O 36、下列溶液能用玻璃瓶盛放，但不能用玻璃塞的是 （ ） Na 2SiO 3 溶液 B 、HF 溶液 C 、NaNO 3溶液 D 、NaCl 溶液7、某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6％，其化学组成用氧化物形式可表示2nZnO SiO ，则n 值等于 ( )A．0.5 B．1 C．2 D．38、下列说法不正确的是( )A．陶瓷分为氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷B．生产普通水泥的原料是石灰石和黏土C．玻璃是一种新型无机非金属材料D．氮化硼(BN)陶瓷是一种新型无机非金属材料9、长期在二氧化硅粉尘含量较多的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患一种职业病，这种病是( ) A．心脏病B．矽肺病C．结石D．贫血10、下列叙述中，不正确的是( )A．硅和锗都是重要的半导体材料SiOB. 地壳中含量占第一、二位两种元素组成的一种化合物为2C．自然界里存在大量的单质硅、二氧化硅和硅酸盐CO有白色胶状沉淀产生D．在硅酸钠溶液中通入211、CO2通入下列溶液中至过量，出现浑浊的是（）A、Ba（NO3）2溶液B、澄清的石灰水C、Na2SiO3溶液D、饱和的Na2CO3溶液12、H.W.Kroto、R.E.Smalley和R.F.Curl三位科学家因发现C60而于1996年荣获诺贝尔化学奖，请问C60的分子结构是( ) A．层状结构 B．网状结C．正三棱锥结构D、形似足球，球内是空的。
13、当物质的循环平衡被打破了会对环境造成巨大的影响，目前碳的循环平衡已被打破，使CO2的浓度剧增,从而造成的环境影响是( ) A．温室效应 B．酸雨 C．地震 D.火山爆发14、能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来的试剂是（）Ａ、苛性钠溶液Ｂ、水Ｃ、氢氟酸Ｄ、稀盐酸15、在一定条件下，下列物质不能和ＳｉＯ２反应的是（）①焦碳②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤硝酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氟气Ａ、③⑤⑦⑧Ｂ、⑤⑦⑧Ｃ、⑤⑧Ｄ、⑤二、填空16、有一种矿石，经测定镁、硅、氧的质量比为12∶7∶16。
用盐的组成表示其化学式：用氧化物的组成表示其化学式：该矿石的成分属于（填物质的类别）17、某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下：:将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，滤液用盐酸酸化，经过滤分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。
