考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。
第五章第三节无机非金属材料讲义高一下学期化学人教版必修第二册
第三节无机非金属材料【学习目标】1、了解无机非金属材料、金属材料和高分子材料的特点以及它们在生产和生活中的广泛应用；2、了解常见无机非金属材料、金属材料和高分子材料的生产原理。
【知识点梳理】一、硅酸盐材料硅酸盐工业：以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的工业。
如制造陶瓷、玻璃、水泥等。
1．陶瓷（1）生产原料：黏土等。
（2）生产过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却。
（3）陶瓷种类：土器、陶器、炻器、瓷器等。
（4）性能及优点：抗氧化、耐酸碱、耐高温，绝缘，易加工成型等。
（5）特种陶瓷：精细陶瓷（高强度、耐高温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等方面的特殊功能）。
2．玻璃（1）生产原料：纯碱、石灰石和石英石少（含硅物质）。
（2）生产设备：玻璃窑。
（3）生产过程：把原料粉碎，按适当的比例混合放入玻璃窑中加强热熔化，冷却后即得普通玻璃。
高温高温（4）主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（5）主要成分：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的混合物。
（6）重要性质：玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质。
没有固定的熔点，受热只能慢慢软化。
3．水泥（1）生产原料：石灰石、黏土和其他辅料（如石膏）。
（2）生产设备：水泥回转窑。
（3）生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料。
再加入适量石膏磨成细粉，即得普通水泥。
（概括为：“两磨一烧加石膏”）（4）主要成分：硅酸三钙（3CaO ·SiO 2）、硅酸二钙（2CaO ·SiO 2）、铝酸三钙（3CaO ·Al 2O 3）、铁铝酸四钙（4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3）等的混合物。
（5）重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。
贮存时应注意防水。
（6）主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。
高考化学一轮复习 4.3考点强化 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
【审题视角】注意传统无机非金属材料、新型无机非金属
陶瓷窑
复杂的 物理、 化学变 化
主要 成分
N_a_2_S_i_O_3，_C_a_S_i_O_3_， 3CaO·SiO2 2CaO·
___S_i_O_2__
SiO2 3CaO·Al2O3
4．新型无机非金属材料
高温结构陶瓷、生物陶瓷及压电陶瓷。
二、典例剖析
➢2. 典例剖析
【典例 1】 (2014·济南联考)下列有关硅酸盐材料的说法正确的
材料的类别、成分及性能。
审题
转 解析
五、真题演练
➢5.真题演练
【真题】下列说法正确的是( )。 A．石英只能用于生产光导纤维C(2013·福建，6A) B．合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料 (2012·新课标，8D) C．陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料(2009·广东理基， 22) D．水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品(2009·广东 理基，22)
(1)表示方法 多用氧化物的形式
(2)硅酸钠(Na2SiO3) ①其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②它能与较强的酸反应 （如与CO2水溶液反应） ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．传统无机非金属材料
玻璃
水泥
陶瓷
主要原料 纯__碱_、__石__灰__石__、_石__英_ 石__灰__石__、__黏_土__
转 解析
三、思维建模
(经典)2019-2020高考化学 第4章(非金属及其化合物)第1节 碳、硅及无机非金属材料 考点(2)硅酸、硅酸
考点二 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料李仕才1．硅酸硅酸难溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
(1)硅酸不稳定，受热易分解：H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O 。
(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3＋2NaOH===Na 2SiO 3＋2H 2O 。
(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作干燥剂。
2．硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na 2SiO 3)写成Na 2O·SiO 2，钾云母(KH 2Al 3Si 3O 12)写成K 2O·3Al 2O 3·6SiO 2·2H 2O 。
(3)硅酸钠(Na 2SiO 3)。
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓；与CO 2水溶液反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．常见无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料。
(2)玻璃的生产。
(3)特殊功能的含硅物质。
①碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。
(4)新型无机非金属材料。
如高温陶瓷、压电陶瓷、生物陶瓷、光导纤维等。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。
( ×)2．NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2。
碳、硅及其重要化合物
碳、硅及其重要化合物一、碳、硅单质1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途2．碳和硅的化学性质3．硅的工业制法及提纯石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl 4――→③氢气高温高纯硅反应①：□20SiO 2＋C=====高温Si ＋2CO ↑。
反应②：□21Si ＋Cl 2=====△SiCl 4。
反应③：□22SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 (1)物理性质□01无色气体，□02有毒，□03难溶于水。
(2)化学性质 ①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，□04淡蓝色火焰(空气中燃烧)。
②还原Fe 2O 3：□05Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2(冶炼金属)。
2．二氧化碳和二氧化硅的比较续表三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1．硅酸(H2SiO3)2．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法通过用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为□06K2O·Al2O3·6SiO2。
(3)硅酸钠①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称□07水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应与CO2水溶液反应的化学方程式Na2SiO3＋H2O＋CO2===□08Na2CO3＋H2SiO3↓。
(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料①三种硅酸盐工业生产的比较②主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料，也广泛应用于生活中。
(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。
②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。
高考化学一轮复习讲练测第9讲无机非金属材料(讲)原卷版+解析
第9讲无机非金属材料【学科核心素养】1.变化观念与平衡思想：根据碳、硅的结构，预测在一定条件下碳、硅及其化合物可能发生的化学变化。
2.科学态度与社会责任：关注与碳、硅有关的热点问题（如光导纤维、硅电池、半导体材料），形成可持续发展的意识；知道碳、硅及其化合物对社会发展的重大贡献。
【知识点解读】知识点一碳及其重要化合物1．碳单质(1)结构、存在形态、物理性质和用途(2)主要化学性质——还原性2．一氧化碳(CO)(1)物理性质无色气体，有毒，难溶于水。
(2)化学性质——还原性①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，淡蓝色火焰； ②还原CuO ：CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2(冶炼金属)。
3．二氧化碳(CO 2)(1)物理性质：CO 2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO 2俗称干冰。
(2)化学性质：与H 2O 、Na 2O 、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg 反应的方程式分别为CO 2＋H 2O H 2CO 3、Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O 2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。
(3)CO 2在自然界中的循环①CO 2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。
②自然界消耗CO 2的主要反应：a ．溶于江水、海水中：CO 2＋H 2OH 2CO 3；b ．光合作用将CO 2转化为O 2；c ．岩石的风化：CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2。
(4)CO 、CO 2气体的除杂方法CO 中混有CO 2 通过盛有NaOH 溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO 2中混有CO通过盛有灼热CuO 的硬质试管CO 2中混有少量SO 2或HCl通过盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶，然后干燥气体①澄清石灰水只用于检验CO 2，不能用于除去混合气体中的CO 2，应用NaOH 溶液除去； ②CO 2、SO 2通入CaCl 2或BaCl 2溶液均无沉淀产生4．碳酸(H 2CO 3)弱酸、不稳定。
2020高考化学一轮复习专题4-1 无机非金属材料的主角-硅(教案)含答案
第１讲无机非金属材料的主角 —硅考纲要求：1.了解硅单质及其化合物的主要性质及应用。
2.了解硅单质及其化合物对环境质量的影响。
[循着图示·想一想][特色特性·记一记]1．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板 SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料2．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 3．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O (3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2C O↑考点一 应用广泛的非金属单质——硅[教材知识层面]1．硅元素的原子结构硅元素位于元素周期表中第三周期ⅣA族，原子结构示意图为；在自然界中均以化合态形式存在。
2．硅单质的性质 (1)物理性质：硅单质为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性。
(2)化学性质——还原性。
①与氢氟酸反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；②与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与O 2反应：Si ＋O 2△,SiO 2。
3．硅单质的用途半导体材料、太阳能电池、合金材料。
[高考考查层面]命题点1 硅单质的特性非金属的一般规律 硅的特性硅还原性强于碳2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ 非金属与强碱溶液反应一般不产生H 2 硅可与强碱溶液反应产生H 2： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ 非金属一般不与非氧化性酸反应Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
5-3 无机非金属材料
富勒烯
富勒烯是由碳原子构成的 一系列笼形分子的总称，其中 的C60是富勒烯的代表物。C60的 发现为纳米科学提供了重要的 研究对象，开启了碳纳米材料 研究和应用的新时代。
(4) 硅的应用 半导体材料 集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等
3、二氧化硅
二氧化硅可用来生产光 导纤维。光导纤维的通信容 量大，抗干扰性能好，传输 的信号不易衰减，能有效提 高通信效率。
（1）、存在:
水晶
结晶形（石英晶体） 水晶 无色透明 玛瑙 彩色环带或层状
硅石
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。
一、 硅酸盐材料
2、传统无机非金属材料 原料 工业设备
水泥 条件
石膏的作用 混凝土
黏土和石灰石 水泥回转窑 高温煅烧 调节水泥硬化速率 水泥、沙子和碎石等与水混合
二、 新型无机非金属材料
（一）硅和二氧化硅 1、 硅元素的存在与结构
含量
存在 存在形态
地壳中 居第_二__位
__氧__化__物___ _和__硅__酸__盐___
原子结构 示意图
周期表中位置
第__三__周__期_、 第__Ⅳ__A__族_
2、单质硅化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼 （1）常温下 只和F2 、HF、强碱反应
Si + 2F2 === SiF4
Si + 4 HF === SiF4 + 2H2
Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2
2025年高考化学一轮复习课件(适用于新高考新教材) 第4节 无机非金属材料
第5章第4节 无机非金属材料1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解硅及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合实例认识硅及其化合物性质的多样性,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自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
1.本部分主要考查Si、SiO2、Na2SiO3的性质和用途及SiO2的结构。
由于许多高科技领域的新型无机非金属材料都与硅有关,往往以工业生产流程图为载体考查综合应用,题型以选择题、工业生产流程图题为主。
2.复习备考时,多关注以硅及其化合物知识为载体与基本理论和其他元素及化合物相联系的综合题。
内容索引第一环节 必备知识落实第二环节 关键能力形成第三环节 核心素养提升第一环节 必备知识落实1硅单质及其重要化合物的性质和用途知识筛查1.硅及其化合物硅元素在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。
(1)单质硅。
①硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,是应用最为广泛的半导体材料。
②硅与强碱溶液反应(特征反应):Si+2NaOH+H2O══Na2SiO3+2H2↑。
知识点1知识点2(2)SiO2的性质。
①晶体类型:共价晶体。
②酸性氧化物:SiO2+2NaOH ══Na 2SiO3+H2O。
③与氢氟酸反应(特性)。
SiO2+4HF══SiF4↑+2H2O。
(3)硅酸。
①硅酸是难溶于水的弱酸。
②硅酸的制法:Na2SiO3+CO2+H2O══H2SiO3↓+Na2CO3。
(SiO2难溶于水,不能直接与水反应制备硅酸)特别提醒(1)玻璃中含有二氧化硅,因此氢氟酸可用于刻蚀玻璃,盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。
(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放,但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。
知识点1知识点2知识点1知识点22.硅的制备工艺流程12知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)氢氟酸与SiO 2反应,可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。
4-1《无机非金属材料的主角—硅》
知识点一二氧化硅和硅酸1.硅在自然界中的存在(1)含量硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。
(2)原子结构特点硅的原子结构示意图为,最外层有4个电子，和碳一样，其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
硅是无机界的主角，碳是有机界的主角。
(3)硅元素的存在硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，它们占地壳质量的90%以上。
在自然界中，没有游离态的硅，只有化合态的硅。
2.二氧化硅(1)二氧化硅的存在SiO2是硅最重要的化合物，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
沙子中含有小粒的石英晶体。
(2)二氧化硅的结构SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构为四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为1∶2所组成的具有立体网状结构的晶体，如图所示。
⑶物理性质SiO2的网状结构决定SiO2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
⑷化学性质①SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，在一定条件下能与碱性氧化物和碱反应生成盐。
SiO2是硅酸的酸酐，但不与水反应。
a.可以与强碱如NaOH等反应，方程式为：SiO2+ 2NaOH＝Na2SiO3+ H2O特别提醒盛放NaOH（或其他碱性）溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，要用橡胶塞，因玻璃的主要成分之一是SiO2,会与NaOH在常温下反应生成Na2SiO3，特别是瓶颈的磨砂部分更易与NaOH反应。
②特性与氢氟酸(HF)反应——HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸。
SiO2化学性质很不活泼，除氢氟酸外不与其他酸反应，SiO2与HF反应的化学方程式为:SiO2 + 4HF ＝SiF4↑+ 2H2O，故氢氟酸可用于刻蚀玻璃。
特别提醒因为SiO2是玻璃的主要成分之一，所以氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，氢氟酸在保存时不能盛放于玻璃瓶里，可以存在于塑料瓶里。
2023高考化学基础知识综合复习第十一讲硅与无机非金属材料课件
典例3硅是带来人类文明的重要元素。下列物质的主要成分是硅
酸盐的是( )
A.青花瓷
B.金刚石
C.光导纤维
D.大理石
答案 A 解析 青花瓷主要成分是硅酸盐,A正确;金刚石主要成分是碳单质,B 不正确;光导纤维主要成分是二氧化硅,C不正确;大理石主要成分 是碳酸钙,D不正确。故选A。
二、硅和二氧化硅 1.硅 (1)存在:硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式 存在。 (2)物理性质:硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,属于半导体。 (3)化学性质 ①常温下,硅不活泼。 ②在加热或高温条件下,硅能与O2、Cl2、HCl等物质反应:
典例10我国已经研制出了一种陶瓷柴油机,这种柴油机的发动机部
件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的,这种材料
是( )
A.普通硅酸盐陶瓷 B.氮化硅陶瓷
C.光导纤维
D.硅钢
答案 B 解析 氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷,具有耐高温、抗氧化、耐 磨蚀等优良性能,可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料 等。故选B。
A.SiO2→Si C.SiO2→H2SiO3
B.CO2→CO D.Si→SiO2
答案 C
解析 SiO2+2C
Si+2CO↑,A 能通过一步反应完
成;C+CO2 2CO,B 能通过一步反应完成;SiO2 不溶于水,不能与水
反应生成 H2SiO3,C 不能通过一步反应完成;Si+O2 SiO2,D 能通过 一步反应完成。故选 C。
3.硅酸钠
(1)硅酸钠易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,具有黏结力强、耐高温
等特性,可以用作黏合剂和防火剂。
(2)与酸反应:Na2SiO3+2HCl === 2NaCl+H2SiO3↓
高中资料 无机非金属材料
无机非金属材料一、硅酸盐材料硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。
硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。
1.硅酸（1）物理性质不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。
硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。
（2）化学性质①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+H2O离子方程式比碳酸酸性弱：②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO 3H2O＋SiO2（3）制备方法由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。
实验步骤在试管中加入3~5mL Na2SiO3溶液（饱和Na2SiO3溶液按1∶2或1∶3的体积比用水稀释），滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。
静置。
仔细观察变化过程及其现象实验现象滴加酚酞溶液后，溶液显红色；滴加盐酸后，溶液的红色逐渐消失，生成软而透明的胶冻状的凝胶实验结论硅酸钠溶液显碱性，可与酸反应；硅酸为白色固体，难溶于水Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓SiO32－+2H+＝H2SiO3↓【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓离子方程式③如前所述，SiO 2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较2.硅酸钠（1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称，是制备硅胶和等的原料。
碳、硅及无机非金属材料
题组二 无机非金属材料
3. 下C 列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 ( ) ①硅是非金属元素，但硅单质能导电 ②水泥、玻璃、 沙子都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光
导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④
4．氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔 点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在
石英砂、纯碱和石灰石
较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为
__________________________________________。 3SiCl4＋2N2＋6H2 高温 Si3N4＋12HCl
【高考还可以这样考】
(1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应 的化学方程式为：
_________S_i_O_2_＋__2_C__高_温___S_i_＋__2_C_O_↑____________。 上述反应中的氧化剂是_____S_i，O2还原剂是_____。C (2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？
碳、硅 及无机非金属材料
绚丽光纤
栏目索引
考点一 应用广泛的
非金属单质——碳、硅
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考点二 碳、硅的氧化物
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考点三 硅酸、硅酸盐
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及无机非金属材料
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课堂小结 · 真题巧妙发掘
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考点一 应用广泛的非金属单质——碳、硅
【知识梳理】 1．碳、硅元素在自然界中的存在形态
(1)碳：既有游离态又有化合态。 (2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。
1．在①浓硝酸 ②水 ③浓硫酸 ④氢氟酸
⑤C氢氧化A钠．溶①液②中，B能．与②单④质硅起C．化④学⑤反应的D．是③④ (
高中化学 全程复习考点7.硅酸盐工业 新型无机非金属材料
高考化学考点解析全程复习考点：硅酸盐工业新型无机非金属材料1．复习重点水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途2．难点聚焦1．硅酸（H2SiO3）酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3＋2HCl == H2SiO3＋2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。
四．硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。
一般不溶于水。
（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。
常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。
2．硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。
晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。
是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。
五．氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl－,3．例题精讲[例1]熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]A．陶瓷坩埚B．石英坩埚C．普通玻璃坩埚D．生铁坩埚分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOH Na2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。
答案：D[例2]下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。
A．硅酸钠溶液B．氢氟酸C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。
氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。
化学 非金属元素
考点二 碳、硅的氧化物 1．物理性质
二氧化硅
结构 晶体
物理性质
二氧化碳
所有的Si、O原子构成空 单个CO2分子 间立体网状结构， (分子内共价键、分子间作 不存在单个分子 用力) 原子晶体 固体，硬度大， 熔、沸点高，不溶于水 光导纤维 分子晶体 气体，熔、沸点低， 可溶于水 制饮料、碳酸盐
用途
每个硅原子结合4个氧原子 组成正四面体， 平均Si和O以1:2的组成比构成 立体网状结构。 熔点高，硬度大，为原子晶体 原子晶体
)
溶液 C6H5ONa溶液 Na2SiO3溶液
A B C D E
Ca(ClO)2溶液
Ca(OH)2溶液 CaCl2溶液
专项例题
1．用所提供的试剂、方法除去各粉末状混合物中的杂质。 试剂：A.盐酸；B.氢氧化钠溶液；C.氧气；D.水；E.二氧化碳 操作：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。 (1) (2) (3)
2．硅酸盐 (1)概念 由硅、氧、金属组成的化合物，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)分类 可溶性硅酸盐：Na2SiO3、K2SiO3
难溶性硅酸盐：CaSiO3、BaSiO3 (3)硅酸盐的表示方法(氧化物法) 复杂硅酸盐的化学式形式 原子守恒
硅酸镁铝MgAl2SiO6 长石：KAlSi3O8 石棉：CaMg3Si4O12
分子晶体
调研二__二氧化硅的结构和性质 2．下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是( )
A．存在四面体结构单元，O 处于中心，Si 处于 4 个顶角 B．最小的环上，有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子 C．最小的环中，Si 和 O 原子数之比为 1∶2 D．最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子
高考化学复习 硅酸盐工业 新型无机非金属材料
2009届高考化学复习硅酸盐工业新型无机非金属材料1．复习重点水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途2．难点聚焦1．硅酸（H2SiO3）酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3＋2HCl == H2SiO3＋2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。
四．硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。
一般不溶于水。
（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。
常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。
2固体，熔点高（1410℃）半导体晶体管及芯片、光电池。
五．氯元素：位于第三周期第ⅦA容易得到一个电子形成氯离子Cl－,3．例题精讲[例1]熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]A．陶瓷坩埚B．石英坩埚C．普通玻璃坩埚D．生铁坩埚分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOH Na2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。
答案：D[例2]下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。
A．硅酸钠溶液B．氢氟酸C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。
氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。
硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞（原因同氢氧化钠溶液）。
氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。
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考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1 碳、硅元素的酸及其盐 H 2CO 3CO 2＋H 2O ，H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2OCO 2＋H 22CO 3，SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓(可溶性硅酸盐与其他酸反(1)传统无机非金属材料 ①三种硅酸盐工业生产的比较②主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。
(2)新型无机非金属材料的种类和用途①碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
③硅胶具有既耐高温又耐低温的性质。
学霸巧学卡(1)无机酸一般易溶于水，而H 2SiO 3却难溶于水。
(2)因H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3，所以在Na 2SiO 3溶液中通入CO 2能发生下列反应：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3，但在高温下Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑也能发生。
(3)Na 2SiO 3的水溶液俗称水玻璃，是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂的原料，与玻璃的成分不相同；水玻璃又称为泡花碱，但它却是盐溶液(存放的试剂瓶不能用玻璃塞)，而不是碱溶液。
(4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。
1.思维辨析(1)玻璃容器可长期盛放各种酸。
( )(2)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。
( ) (3)水玻璃俗称泡花碱，是一种纯净物。
( ) (4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。
( )(5)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。
( ) (6)玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐。
( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× 2．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A ．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B ．反应①Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓，反应②Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生C ．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D ．祖母绿的主要成分为Be 3Al 2Si 6O 18，用氧化物形式表示为3BeO·Al 2O 3·6SiO 2 答案 D解析 硅酸钠有粘性，可以将磨口玻璃塞与试剂瓶粘在一起，导致试剂瓶打不开，故Na 2SiO 3不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A 错误；B 项中反应②是在高温下进行的反应，其原因是CO 2为气体，可使平衡正移，促使反应能够进行，B 错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C 错误。
[考法综述] 随着新能源、新材料、新工艺的发展，高考对硅及其化合物的性质及无机非金属材料的开发和制取的考查有逐渐增多的趋势。
命题法1 硅酸盐的结构和性质典例1 胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁( Mg 2Si 3O 8·n H 2O)等化合物。
(1)三硅酸镁的氧化物形式为________。
(2)Al 2O 3、MgO 和SiO 2都可以制耐火材料，其原因是________。
a ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都是白色固体 b ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都是金属氧化物 c ．Al 2O 3、MgO 和SiO 2都有很高的熔点[解析] (1)Mg 2Si 3O 8·n H 2O 改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO 2·n H 2O 。
(2)Al 2O 3、MgO 和SiO 2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。
[答案] (1)2MgO·3SiO 2·n H 2O (2)c【解题法】 硅酸盐改写成氧化物形式的方法(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。
(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。
如正长石：KAlSi3O8不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
(4)实例高岭土(Al2Si2O7·2H2O)⇒Al2O3·2SiO2·2H2O石棉(CaMg3Si4O12)⇒CaO·3MgO·4SiO2沸石(Na2Al2Si3O10·2H2O)⇒Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母(KAl3Si3O11·H2O)⇒K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O命题法2 无机非金属材料典例2 氮化硅是一种重要的高温结构陶瓷，为立体网状结构的晶体，属于超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。
人们常常利用它来制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。
(1)下列有关该陶瓷的说法中正确的是________(填字母，下同)。
A．氮化硅的分子式为Si3N4B．该陶瓷虽耐高温，但抗震性差、易断裂C．该陶瓷在高温时，易与氧气反应D．氮化硅陶瓷制成的机械部件一般不需要润滑剂(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，但遇上氢氟酸会发生反应：Si3N4＋HF＋H2O―→H2SiO3＋NH4F。
下列有关说法中正确的是________。
A．该反应为氧化还原反应B．该反应配平后的化学计量数依次为1、4、9、3、4C．氢氟酸是一种超强酸D．Si3N4为共价化合物，NH4F为离子化合物(3)氮化硅可由硅的氯化物与氨气在一定条件下反应得到，试写出该反应的化学方程式：_______________________________。
[解析] (1)氮化硅为立体网状结构的晶体，不存在单个分子，Si3N4不是其分子式，而是化学式，A错误；由氮化硅是高温结构陶瓷、抗氧化、有润滑性可知B、C错误，D正确。
(2)Si3N4与HF反应，无元素化合价的变化，A项错误；氢氟酸是一种弱酸，C项错误。
(3)硅的氯化物为SiCl4，根据题意可知化学方程式为3SiCl4＋4NH3=====一定条件Si3N4＋12HCl。
[答案] (1)D (2)BD(3)3SiCl4＋4NH3=====一定条件Si3N4＋12HCl【解题法】新型无机非金属材料种类及特性(1)高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。
(2)生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。
(3)压电陶瓷：具有压电效应。
1．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2答案 D解析二氧化硅晶体中，一个硅原子可形成4个硅氧单键，故硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4，故D错误。
2．SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。
盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃塞容易形成瓶体与瓶塞粘连，而无法打开，发生反应的化学方程式为__________________________________________________________。
长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。
由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为_____________。
答案SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8解析玻璃的成分中含有SiO2，能与NaOH溶液反应生成粘性很强的Na2SiO3而发生粘连，反应方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
由于钙长石和钠长石中氧原子的物质的量分数相同，钠长石中钠与铝的原子个数比为1∶1，扩2倍后可知钙长石中钙和铝的原子个数比为1∶2。
钠长石中氧原子的物质的量分数为85＋8，则钙长石用氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·n SiO2，因此，1＋3＋2n＝8，n＝2，钙长石的化学式为CaO·Al2O3·2SiO2，即为CaAl2Si2O8。
如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀(部分反应物或产物已略去)。
请回答下列问题：(1)B的化学式是________________________，其可用于制造________(填一种即可)。
(2)B和a溶液反应的离子方程式是_______________________。
(3)A和a溶液反应的离子方程式是________________________。
(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是____________________。
[错因分析] 对“题眼”信息：C与过量盐酸反应生成白色沉淀E，不知如何分析利用，导致整个题无法正确推断。
[解析] C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，由题中转化关系知E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。
[答案] (1)SiO2光导纤维(或其他合理答案)(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑(4)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓[心得体会]。