硅酸鹽工業及無非金屬材第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，包括為人類社會所需要并能用于制造有用器物的物質。并不是所有的物質都可以稱為材料。人類制造的第一種材料是陶瓷。無機非金屬材料

傳統無機非金屬材料

新型無機非金屬材料

金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維材料以含

物質為原料，經加熱制得

產品。如制造

、

、

等。一、硅酸鹽材料硅硅酸鹽陶瓷水泥玻璃概述：第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日1、主要原料：3、生產過程：

輔助原料：石膏—作用是：5、主要成分：6、主要性能：7、主要用途：

2、主要設備：4、反應原理：（一）水泥：粘土和石灰石調節水泥硬化速度水泥回轉窯生料研磨，高溫煅燒得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸鹽水泥。

復雜的物理、化學變化硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、

硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)等水硬性（與膠體凝聚有關）建筑、修路。

如：水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土。第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日（二）玻璃1、原

料：2、主要設備：3、生產過程：5、主要成分：6、主要性能：4、反應原理：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

（Na2O?CaO?6SiO2）純堿、石灰石和石英玻璃窯原料粉碎，玻璃熔爐中強熱，成型冷卻復雜的物理、化學變化，主要反應：玻璃態物質，沒有固定的熔點，在一定溫度范圍內逐漸軟化。第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日7、幾種特殊玻璃⑴石英玻璃：膨脹系數小、耐酸堿、強度大、濾光用途：化學儀器；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導纖維、壓電晶體等。⑵光學玻璃：透光性能好、有折光和色散性(鉛玻璃)用途：眼鏡片；望遠鐿用凹凸透鏡等光學儀器⑶有色玻璃：金屬氧化物均勻地分散到玻璃態物質里，使玻璃呈現特征顏色(固溶膠)。藍色(Co2O3)

紅色(Cu2O)淡綠色

(Fe2+)⑷鋼化玻璃：玻璃在電爐里加熱軟化，再急速冷卻得鋼化玻璃。第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂，破碎時無尖銳棱角不易傷人。用途：運動器材；微波通訊器材；玻璃在熔化狀態下抽成絲成為玻璃纖維，玻璃纖維用合成樹脂一層層膠合壓制成一定形狀，并在加壓下加熱固化，形成玻璃鋼，強度大如鋼，比鋼輕。玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀等。注意：有機玻璃、水玻璃都不是玻璃。⑸車窗玻璃玻璃纖維和玻璃鋼第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日（三）陶瓷1、主要原料：2、傳統生產過程：6、主要用途：3、反應原理：4、主要成分：5、主要特性：混和、成型、干燥、燒結、冷卻粘土復雜的物理、化學變化硅酸鹽抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優點。餐具、磚瓦、化學儀器、電絕緣器、工藝品等。第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日(1)傳統無機非金屬材料①優點：

②弱點：

(2)新型無機非金屬材料的特性抗腐蝕、耐高溫等。質脆、經不起熱沖擊等。1．能承受高溫，強度高。

2．具有電學特性。

3．具有光學特性。4．具有生物功能。二、新型無機非金屬材料第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日高溫結構陶瓷①結構材料：是指利用強度、硬度、韌性等機械性能制成的各種材料，如金屬單質及合金等.②高溫結構陶瓷的性能：高溫結構陶瓷既具有傳統意義上的陶瓷優點，又彌補了金屬材料的缺點，其特點是：能經受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優點等.③高溫結構陶瓷的品種：已得到廣泛使用的有氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等。④用途：Al2O3陶瓷(人造剛玉)用作耐火材料、球磨機、高壓鈉燈管等。（3）常見新型無機非金屬材料第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日光導纖維①光導纖維簡稱光纖，是一種能高質量傳導光的玻璃纖維。②導光原理是利用光纖維材料具有較大的折射率，光可在其中傳導而很少損耗的性質。③通信優點有光纖的抗干擾性能好，不發生電輻射，通訊質量高，能防竊聽。光纜的質量小而且細，不怕腐蝕，鋪設也很方便等。④用途：光纖廣泛用于通訊業、醫療、信息處理、傳能傳像、遙控、照明等。第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日閱讀：人造寶石紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。

1900年，科學家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質量為2g-4g的紅寶石?，F在，已經能制造出大到10g的紅寶石和藍寶石。第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日課堂練習1.試寫出下列物質的化學式：氮化硅碳化硅碳化硼2.下列屬于新型無機非金屬材料的是（）屬于傳統無機非金屬材料的是（）

A.普通玻璃B.硅酸鹽陶瓷C.氮化硅陶瓷D.光導纖維E.青磚和琉璃瓦Si3N4SiCB4C3CDABE3、制造光導纖維的原料是（）

A、碳酸鈣 B、硅酸鈉

C、普通纖維 D、二氧化硅D第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日1、下列敘述中正確的是（）A、SiO2屬于無機非金屬材料B、金屬不能作為結構材料C、玻璃是一種新型的非金屬材料D、C60也是一種材料AD第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日4、氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學性質穩定，工業上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應獲得。①根據性質，推測氮化硅陶瓷的用途是

。

A、制汽輪機葉片B、制有色玻璃

C、制永久性模具D、制柴油機②寫出N的原子結構示意圖

，根據元素周期律知識，寫出氮化硅的化學式

。③氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除HF外，它不跟其它無機酸反應，試推測該陶瓷被HF腐蝕的化學方程式

。④現用SiCl4和N2在H2氣氛保護下，加強熱反應，可得高純度的氮化硅，反應式為

。A、C、DSi3N4

Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3

3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日(2010臨川)綠柱石又稱綠寶石，其主要成分為BenAl2(Si6O18)，也可以用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示，則n為(

)

A．1

B．2

C．3

D．4

【答案】C(2010南昌)現有下列五個轉化：①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2。其中不可能通過一步反應實現的是(

)

A．①②B．③④C．②③④D．②③④⑤

【解析】SiO2Na2SiO3；CuSO4CuCl2；Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2；但SiO2不與水反應，需經兩步轉化為H2SiO3：SiO2SiO32－H2SiO3；CuO也不與水反應，需先加入H＋轉化為Cu2＋，再加OH－才能轉化為Cu(OH)2。

【答案】B第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2010江西)工業上常用SiO2與C在高溫下發生反應制粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質的量之比為1∶1。下列說法中正確的是(

)A．SiC是一種新型無機非金屬材料，任何條件下都不可能在空氣中燃燒B．制造粗硅時的反應為2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑C．Si和SiO2的混合物能用NaOH溶液將其分離D．純凈的SiO2只能用于制造光導纖維【解析】SiC在高溫下能在空氣中燃燒生成SiO2和CO2，故A項錯誤；Si和SiO2均能與NaOH溶液反應，故C項錯誤；純凈的SiO2可用于制造光學玻璃等，故D項錯誤。【答案】B第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2010銀川)某無色溶液能與硅作用生成H2，則溶液中不可能大量共存的離子組是(

)

A．H＋、Ba2＋、Mg2＋、Cl－

B．Cl－、Cu2＋、Mg2＋、NO3－

C．NO3－、SO42－、K＋、Na＋

D．NO3－、OH－、Ba2＋、Cl－

【解析】能與硅作用生成H2，溶液一定呈堿性，故確定A項符合題意。

【答案】A

(2010武昌)將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分燃燒，最后所得的固體物質是(

)

A．Na2CO3、Na2SiO3 B．Na2CO3、SiO2

C．SiO2 D．Na2SiO3

【答案】D第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2010?？?圖中的每一方格表示相關的一種反應物或生成物。其中B是一種單質，其余物質也都是含B元素的化合物。C是一種鈉鹽，E是C對應的酸，B的結構類似金剛石，D為B的氧化物(其他不含B元素的產物以及各步反應添加的必要試劑和反應條件已被略去)，請填寫下列空白：

(1)A、D、E的化學式分別為______、______、______。(2)A和B的相互轉化在工業上有什么實際意義？________________________________。(3)寫出D→C反應的化學方程式：_________________。(4)寫出E→D反應的化學方程式：_________________。SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提純SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日

【解析】本題的突破口是“B是一種單質”且“B的結構類似金剛石”，據此容易推斷出B是晶體硅。由此可以得出其他答案。

【答案】(1)SiCl4；SiO2；H2SiO3

(2)粗硅提純

(3)SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O

(4)H2SiO3SiO2＋H2O第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2010江西)現有A、B、C、D四種短周期非金屬元素，它們的原子最外層電子數之和為19。在它們的化合物中，主要化合價不止一種，但有一種相同的化合價。它們的一些物理常數如下：

(1)A元素在元素周期表中的位置為_________________。

(2)在常溫下，B與C的最高價氧化物分別為氣態和固態，原因是______________。

(3)含D元素的兩種常見共價化合物發生化合反應可生成一種離子化合物，該反應的化學方程式為_____________。

(4)A、B、C、D均形成分子中含18個電子的氫化物，這些氫化物的分子式為________________(寫出3種即可)。元素ABCD原子半徑/nm0.1020.0770.1170.075單質沸點/℃444.648272355－195.8第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日

【解析】根據題給數據，B、C沸點很高，為原子晶體，根據原子半徑的大小關系，B為碳，C為硅；A、D為分子晶體，根據A、B、C、D的最外層電子數之和為19，A、D的最外層電子數之和應為11，只能為5和6，D的兩種常見化合物發生化合反應生成離子化合物，D為N，A為S，四種元素形成的18電子微粒有H2S、SiH4、C2H6、N2H4。

【答案】(1)第三周期ⅥA族

(2)CO2屬于分子晶體而SiO2屬于原子晶體

(3)NH3＋HNO3＝NH4NO3

(4)H2S、SiH4、C2H6、N2H4(寫出3種即可)第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日

1.2010年上海世博會打造節能典范。下列對中國館——“東方之冠”頂上的觀景臺使用的太陽能薄膜的主要成分推斷合理的是(

)A．鋁合金B．硅C．二氧化硅D．硅酸鹽

【答案】B

2．下列離子方程式書寫正確的是(

)A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：

Na2SiO3＋CO2＋H2O＝2Na＋＋CO32－＋H2SiO3↓B．澄清石灰水中通入過量CO2：

Ca(OH)2＋CO2＝Ca2＋＋2HCO3－C．二氧化硅溶于氫氟酸中：

SiO2＋4H＋＋4F－＝SiF4↑＋2H2OD．二氧化硅溶燒堿：SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O

【答案】D第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日

3．已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化學性質具有一定的相似性；Mg和Na的化學性質也具有一定的相似性。

Ⅰ．用上圖所示裝置進行Mg和SO2的實驗，其中A是制備SO2的發生裝置。(1)選擇制取SO2的合適試劑______(填序號)。①10%的H2SO4溶液②80%的H2SO4溶液③Na2SO3固體④CaSO3固體(2)寫出裝置B中發生的主要反應的化學方程式：______________.裝置C中NaOH溶液的作用是____________.②③3Mg＋SO22MgO＋MgS吸收多余的SO2，防止污染環境第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日(3)請畫出制備SO2的發生裝置并注明主要儀器的名稱，固定裝置省略不畫。(4)你認為該裝置的不足之處在哪里？______________。

(4)裝置A和B之間沒有連接一干燥裝置；裝置C未與大氣相通；在鎂下方未墊一不銹鋼片，鎂會與玻璃管發生反應；未設計一防倒吸裝置第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日Ⅱ．某研究性學習小組進行了“實驗室制Si”的研究，他們以教材為基礎,查閱資料得到以下可供參考的信息：①工業上在高溫時用C還原SiO2可制得Si②Mg在點燃的條件下即可與SiO2反應③金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽與SiH4④Si和SiO2均不與稀H2SO4反應⑤SiH4在空氣中自燃。他們在研究報告中有如下記載“……選用合適的物質在適宜的條件下充分反應；再用足量稀硫酸溶解固體產物；然后過濾、洗滌、干燥;最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產物時,發現有爆鳴聲和火花,其產率也只有預期值的63%左右?！?5)該小組“實驗室制Si”的化學方程式是____________。(6)你估計“用稀硫酸溶解固體產物時，發現有爆鳴聲和火花”的原因是____________________________________。第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日

【答案】(1)②③

(2)3Mg＋SO22MgO＋MgS(或2Mg＋SO22MgO＋S，Mg＋S＝MgS)；吸收多余的SO2，防止污染環境

(3)如圖所示

(4)裝置A和B之間沒有連接一干燥裝置；裝置C未與大氣相通；在鎂下方未墊一不銹鋼片，鎂會與玻璃管發生反應；未設計一防倒吸裝置(5)2Mg＋SiO22MgO＋Si(6)金屬鎂與生成的硅繼續反應生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應生成SiH4可自燃(或用化學方程式表示：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si＋2H2SO4＝2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2＝SiO2＋2H2O)第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日

下列關于SiO2的敘述中正確的是(

)①SiO2能與水反應生成硅酸②SiO2對應的水化物是可溶性弱酸③硅原子和碳原子的價電子數相同，SiO2和CO2分子結構也相同④SiO2既能與氫氧化鈉反應又能與氫氟酸反應，故SiO2是兩性氧化物⑤SiO2中硅元素為＋4價，故SiO2有氧化性⑥在SiO2中每個硅原子結合2個氧原子

A．①③⑤

B．①④⑥

C．只有③

D．只有⑤

【答案】D第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2009高考)A、B、C、D、E、F、G、H、I九種物質有如下所示反應關系：已知：a．單質E可作為半導體材料；b．化合物F是不能生成鹽的氧化物；c．化合物I溶于水呈酸性，它能跟氧化物A起反應。據此，請回答下列問題：

(1)化合物F是________________。

(2)化合物I是________________。

(3)反應②的化學方程式是_______。

(4)反應④的化學方程式是______。第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日

【解析】由“單質E可作為半導體材料”可猜想E為硅，則A為SiO2，A與B反應生成的F為CO，CO是不成鹽氧化物，則A為SiO2，B為碳；碳與氧化物C反應生成CO，則C是H2O，G是H2；G與H生成H2O，則H是O2；與H2O反應生成O2的有K、Na、F2，但滿足I能溶于水呈酸性且與SiO2反應的只有F2。

【答案】(1)CO(或一氧化碳)

(2)HF(或氟化氫)

(3)C＋H2OCO＋H2

(4)2F2＋2H2O＝4HF＋O2第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日

(2010濟南)A、B廣泛存在于自然界中，二者都是構成巖石的主要成分，俗名分別是硅石、石灰石；X、Y、Z都是無色可燃性氣體，D為黑色固體單質。它們在一定條件下能實現下圖所示的變化：

(1)如果Z是能使溴水褪色的有機化合物，則X為____，Y為________，Z為________。(填化學式)(2)寫出反應①和②的離子方程式：反應①___________；反應②___________?！敬鸢浮?1)