003无机非金属材料 模块1 无机非金属材料 寒假衔接讲义.docx

第三讲无机非金属材料模块1：无机非金属材料一、硅酸盐材料1．无机非金属材料2．传统无机非金属材料产品原料主要成分应用陶瓷_____（含水的铝硅酸盐）生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具普通玻璃_______________________（SiO2）_____________________生产建筑材料、光学仪器和各种器皿还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料水泥______________、少量石膏水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料经混合、粉碎在玻璃窑中熔融发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗？二、新型无机非金属材料1．硅和二氧化硅（1）硅元素的存在与结构存在原子结构示意图周期表中位置含量存在形态地壳中居第___位_____________________________________（2）单质硅的制备：工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅由此能否说明碳的还原性大于硅？硅和二氧化硅的用途2．新型陶瓷3．碳纳米材料碳纳米材料在_________________等领域有着广阔的应用前景。结构特点应用富勒烯由碳原子构成的一系列笼形分子的总称代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代碳纳米管由石墨片层卷成的管状物具有纳米尺度的直径用于生产__________、电池和传感器石墨烯只有一个碳原子直径厚度的单层石墨应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料【情境·思考】从陶瓷材料发展的历史来看经历了三次飞跃。由陶器进入瓷器这是第一次飞跃；由传统陶瓷发展到精细陶瓷是第二次飞跃；精细陶瓷粉体的颗粒较大属微米级（10-6m）用新的制备方法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级用这种超细微粉体粒子来制造陶瓷材材料得到新一代纳米陶瓷这是陶瓷材料的第三次飞跃。纳米陶瓷具有延展性有的甚至出现超塑性。纳米陶瓷被称为21世纪陶瓷。陶器瓷器精细陶瓷纳米陶瓷试分析传统无机非金属材料和新型无机非金属材料各有什么优点？知识点二氧化碳与二氧化硅的性质比较物质二氧化硅二氧化碳存在存在于岩石、沙子、石英、水晶、硅藻土中空气燃料的燃烧产物物理性质固体难溶于水熔、沸点高硬度大通常情况下为无色无味气体密度比空气大微溶于水化学性质①与水不反应CO2+H2O====H2CO3②与酸只与氢氟酸反应：SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O不反应③与碱液（NaOH）SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O（盛碱液的试剂瓶用橡胶塞）CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O或CO2+NaOH====NaHCO3④与碱性氧化物如与CaO反应：SiO2+CaOCaSiO3如与Na2O反应：CO2+Na2O====Na2CO3⑤与碳反应SiO2+2CSi+2CO↑CO2+C2CO用途制饰品、坩埚、光导纤维干冰用于人工降雨【知识拓展】硅及其化合物性质的“九大反常”（1）碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价而硅常见的是+4价。（2）硅的还原性比碳强而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅。（3）非金属单质与强碱反应一般不生成氢气而硅却能与强碱溶液反应产生氢气。（4）非金属单质一般不与非氧化性酸反应而硅不但能与氢氟酸反应而且还有H2生成（类似于较活泼金属与酸的置换反应）Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。（5）SiO2是H2SiO3的酸酐但它不溶于水不能直接将它与水作用制备H2SiO3。（6）非金属氧化物的熔、沸点一般较低但SiO2的熔、沸点却很高。（7）酸性氧化物一般不与酸作用但SiO2却能与氢氟酸作用。SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。（8）无机酸一般易溶于水而H2SiO3却难溶于水。（9）因H2CO3的酸性强于H2SiO3所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3但在高温下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生。盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞你知道这是为什么吗？SiO2既能与NaOH溶液反应也能与氢氟酸反应能认为SiO2属于两性氧化物吗？【典例】（2019·嘉兴高一检测）下列叙述正确的是（）A．CO2和SiO2都是酸性氧化物所以两者物理性质相似B．因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑所以硅酸的酸性比碳酸强C．CO2和SiO2都能与碳反应且都作氧化剂D．SiO2既能和NaOH反应又能和HF反应所以二氧化硅属于两性氧化物【母题追问】（1）利用化学方程式说明碳酸和硅酸的酸性强弱。C项发生的反应中碳的作用是否相同？2018年11月5日至7日世界光纤光缆大会在杭州举行。本次大会以“一个光