硅无机非金属材料》

水泥
玻璃
陶瓷
硅酸三钙 主要 (3CaO·SiO2)、 成分 硅酸二钙 及种 (2CaO·SiO2)、
类 铝酸三钙 (3CaO·Al2O3)
普通玻璃 (Na2SiO3、CaSiO3、 土器、陶 SiO2)石英玻璃、光学 器、瓷器 玻璃、钢化玻璃、有 色玻璃、玻璃纤维
水泥
玻璃
陶瓷
水硬性(与水掺和 玻璃态物质，无固
分析：SiO2是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐粘住瓶塞 不易打开，浓HNO3、溴具有强氧化性，能氧化橡胶。氢 氟酸与SiO2反应，腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装。 答案：(1)①④⑦ ②③⑥ (2)②③ (3)⑤
4．制取玻璃和水泥都用了共同的原料是________。 答案：石灰石
5．向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是_____________， 反应方程式为：_________________________________， 说明酸性________________＞________________。 答案：生成白色沉淀 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓ ＋Na2CO3 H2CO3 H2SiO3
(4)用途：
用于制造晶体管、 集成 流器和太阳能电池等，其合金用于
制造变压器铁芯和耐酸设备等。
二、二氧化硅和光导纤维 1．二氧化硅 (1)存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，是 沙子、石英 的主要成分。纯净的二氧化硅又称 水晶 。 (2)物理性质：
状态 颜色 熔点 硬度 水溶性
晶体 无色 高 大
不溶
(3)化学性质：
①具有酸性氧化物的通性：
a．常温下SiO2与 NaOH溶液反应生成盐和水： SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O 。
b．高温下SiO2与碱性氧化物(如 CaO)反应生成盐：
SiO2 ＋CaO
高温 =====
CaSiO3 。
②特性：
与氢氟酸(HF)反应： SiO2 ＋4HF=== SiF4↑＋2H2O 。 ③弱氧化性：
黏土 (Al2O3·2 SiO2·2H2O)
原料(粉 原料(粉碎)→按比例混合(加强
碎)→生料 热 )→ 熔 化 ( 加 添 加 剂 )→ 成 品 混合→成型
生产
(煅烧)→熟
高温 SiO2 ＋ Na2CO3 ===== Na2SiO3
→干燥→烧
料(加入石
膏粉并磨 ＋CO2↑SiO2＋Ca
结→冷却
高温 细)→成品 CO3=====CaSiO3＋CO2↑
高温下与C反应：
SiO2
＋2C
△ =====
Si＋2CO↑ 。
2．光导纤维 (1)主要成分：SiO2。 (2)用途：用于 通迅 、能量传输、 信息处理等， 光纤的使用节约了大量的人力、物力、财力，且提高 了信号传输效率。
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三、硅酸盐和无机非金属材料 1．硅酸盐 (1)硅酸钠：其水溶液俗称 水玻璃，有黏性。 (2)硅酸盐： ①性质：硅酸盐性质稳定，熔点较高，大都 难溶于水。
(3)晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电。
()
(4)含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性。 ( )
(5)最早使用的半导体材料是硅。
()
分析：硅单质存在同素异形体，但自然界中无单质硅。 硅导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料， 最早使用的半导体材料是锗。 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
(1)碳的同素异形体有 金刚石 、 石墨 和C60 ，它们都与
O2 充分反应生成 CO2 。 (2)CO2 是酸性氧化物，少量或足量 CO2 分别通入 NaOH
溶液中反应的离子方程式为：CO2＋2OH－===CO23－＋H2O 、 CO2＋OH－===HCO3－ 。
(3)由反应 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑可知 酸性强弱顺序是 HCl ＞ H2CO3 。
②表示方法：
硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。例如：
硅酸钠(Na2SiO3)可表示为
Na2O·S，iO钠2 长石(NaAlSi3O8)
可表示为
Na2O·A。l2O3·6SiO2
2．无机非金属材料
(1)传统的无机非金属材料——硅酸盐产品。
水泥
玻璃
陶瓷
主要 石灰石、黏 原料 土、石膏
纯碱、石灰石、石英
氮化硅陶瓷
陶瓷 强度高
永久性模具等
半导体 具有电学 特性 氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体
陶瓷
光学材料 具有 光学 特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照
明等
生物
人造骨、人造关节、
生物陶瓷 具有 功能 氧化铝陶瓷
接骨螺钉
1．判断正误。
(1)自然界存在硅单质的同素异形体，性质较稳定。( )
(2)单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。( )
(4)地壳中含量最多的元素是 氧 、第二位是 硅 ，硅原子
结构示意图是
。
一、单质硅与半导体材料
1．半导体材料 特指导电能力介于 导体 和 绝缘体 之间的一类材料， 最早使用的半导体材料是 ，锗现在使用最广泛的半导 体材料是 。硅
2．硅的存在 在地壳里，硅的含量仅次于 氧 ，全部以 化合态存 在，主要存在形式为二氧化硅和 硅酸盐 。硅单质存在 同素异形体是 晶体硅 和 无定形硅 。
3．单质硅 (1)物理性质：
颜色
光泽
熔点 质地 导电性
灰黑 色 金有属 光泽 很高 硬而脆 半导体
(2)化学性质：
常温下，硅的化学性质不活泼，但在加热条件下和某些非金
△ 属单质(如O2、Cl2)反应。Si＋O2=====
SiO2
①原料：二氧化硅和焦炭
(3)工业制取
高温
②原理：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑
主要
搅拌后凝固变硬)，定的熔沸点，在一
性能
不可逆过程
定温度范围内熔化
耐氧化、抗酸 碱腐蚀、耐高 温、绝缘
典型 设备
回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
共同 高温条件下发生复杂的物理化学变化，冷却后成为
特点 成分复杂的硅酸盐
(2)新型无机非金属材料：
材料类别 主要特性
示例
用途
高温结构 能承受 高温 ，
汽轮机叶片、轴承、
2．用短线连接。 答案：a—①⑥⑦ b—② c—①④ d—①③⑤⑥
3．玻璃的主要成分之一是SiO2，下列物质贮存时应注意： ①NaOH溶液 ②浓HNO3 ③溴 ④Na2CO3溶液(碱性) ⑤氢氟酸 ⑥盐酸 ⑦水玻璃 (1)用玻璃瓶不能配玻璃塞的有________，可用玻璃塞的有 ________。 (2)用玻璃瓶不能配橡胶塞的有________。 (3)不能用玻璃瓶盛装的是________。