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1、第四章 材料家族中的元素第一节 无机非金属材料一、单质硅和半导体材料 1硅元素的含量和存在 （硅元素的化学符号为： ）在地壳里，硅的含量在所有元素中居第 位，仅次于氧，全部以 态存在。2硅的性质 （1）物理性质：单质硅有 和 两种。晶体硅是 色、有 光泽、硬而脆的固体，是良好的 材料 （导电性介于 和 之间） 。（2）化学性质： 常温下，硅的化学性质 ，只能和氟气（F 2） 、氢氟酸（HF） 、强碱（如NaOH）溶液发生反应。 写出下列反应的化学方程式：Si + HF Si + NaOH + H2O Si + F2 （硅与氢氟酸的反应是硅的特性，其它非金属单质没有此性质） 在加热条件下，硅能和
2、某些非金属单质（如 O2、 Cl2）发生反应。Si + O2 加热= Si + Cl2 加热=3硅的工业制法制粗硅：工业上用 在高温下还原 可制得粗硅，反应方程式为：；制高纯硅： 、 4. 硅的主要用途在计算机等电子工业，可用作 ，大规模 等。还可用于制造 和 。硅的合金用途也很广泛，如含硅 4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造 ；含硅 15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造 。二、二氧化硅与光导纤维1二氧化硅的存在及物理性质（1）存在：二氧化硅广泛存在于自然界中， 、 的主要成分就是二氧化硅。（2）物理性质：二氧化硅不溶于水，熔点 ，硬度 。2二氧化硅的结构（二氧化硅化学式： ）二氧化硅
3、晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原子的个数之比是 。3.二氧化硅化学性质(1)酸性氧化物的性质SiO 2 是 的酸酐，不溶于水。常温下和 NaOH 溶液反应的化学方程式为： 碱性试剂不能保存在_塞的试剂瓶中高温下，SiO 2 和碱性氧化物（如 CaO）反应的化学方程式为： 与盐反应：Na 2SiO3+ SiO2 （该反应符合不挥发性物质制备挥发性物质的规律，工业上利用该反应生产玻璃，但不能由此推断硅酸的酸性比碳酸的强）(2)特性：常温下 SiO2 和氢氟酸反应的化学方程式 应用_ _。（SiO 2 是唯一一种既能与酸如 HF 反应又能与碱反应如 NaOH 的酸性氧化物）（3）二氧
4、化硅的弱氧化性：高温下制取粗硅的化学方程式： （其中，氧化剂为 ，还原剂为 。并标出电子转移情况）4SiO 2 用途： 用于建筑，石英用于制造 ，纯 SiO2 用于制造光学仪器和 5.光导纤维 简称“ ”是一种能利用光的 作用传导 的透明度极高的细丝。光导纤维是高性能的现代通讯材料，还用于_ _、_ 、_等方面。三、硅酸盐与无机非金属材料1、硅酸盐硅酸盐的性质稳定，熔沸点 ，大都 溶于水，硅酸盐的组成复杂，常用氧化物的形式表示。2、传统无机非金属材料 硅酸盐无机非金属材料如玻璃、水泥、陶瓷等。 玻 璃 水 泥 陶 瓷原 料反应原理主要设备主要成分及特性用途3、新型无机非金属材料：高温结构陶瓷
5、生物陶瓷 压电陶瓷等【总结提升】二氧化硅与二氧化碳的比较物 质 二氧化硅 二氧化碳化 学 式主要物理性质与水反应与酸反应（HF 溶液）与碱反应（NaOH 溶液）与盐反应（Na 2CO3）.与碱性氧化物（CaO）化学性质与碳反应习题：一、选择题1、某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )A在自然界中只以化合态的形式存在 B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应 D气态氢化物比甲烷稳定2.下来说法正确的是（）A硅材料广泛应用于光纤通信B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的磁盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单质硅不涉及氧化还原反应3下列关于
6、硅及硅的化合物的叙述不正确的是()硅的晶体结构和金刚石相似 硅是地壳中含量最多的非金属晶体硅是良好的半导体材料 SiO 2 是制造光导纤维的重要原料SiO 2 分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的SiO 2 是酸性氧化物，不溶于任何酸AB C D4、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5、下列关于工业生产的叙述中，错误的是()A制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英B氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料C将氢气和氯气混合光照生成氯化氢，溶于水制得盐酸D制造普通水泥的主要原料是黏土、石灰石6、将过量的 CO2 分别通入CaCl 2 溶液，Na 2Si
7、O3 溶液，Ca(ClO) 2 溶液，饱和 Na2CO3 溶液，最终有沉淀析出的是（ ）A. B. C. D.7、室温下，下列物质不与晶体硅反应的是（ ）A.F2 B.HF C.KOH 溶液 D.Cl28、下列离子方程式中书写不正确的是（ ）A.大理石与盐酸反应：CaCO 3+2H+=Ca2+H2O+CO2B.水玻璃中加入稀盐酸：Na 2SiO3+2H+=H2SiO3+2Na+C.二氧化硅与苛性钠溶液反应：SiO 2+2OH-=SiO32-+H2OD.澄清石灰水通入过量 CO2 的总反应：CO 2+OH-=HCO3-9、将 CuCl2、 NaCl、AlCl 3、FeCl 2、FeCl 3、NH
8、 4Cl、AgNO 3 七种溶液区分开，只用一种试剂，该试剂是（ ）A.KSCN B.BaCl2 C.NaOH D.HCl10、下列溶液能既能用玻璃瓶盛放，又能用玻璃塞的是 A. HNO3 溶液 B. HF 溶液 C. Na2SiO3 溶液 D. NaOH 溶液11、关于下列材料说法正确的是序号 材料 类别 性能 用途A 不锈钢 金属材料 抗腐蚀，隔热 制医疗器具B 普通玻璃 硅酸盐材料 密度小，透明 制试管、烧杯C Al2O3 陶瓷 新型无机非金属材料 耐高温，绝缘性好 制电子元器件D 玻璃钢 无机复合材料 强度高，耐磨 制游乐车12甲、乙、丙、丁分别是 Al2(SO4)3、FeSO 4、N
9、aOH、BaCl 2 四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生。据此可推断丙物质是( ) AAl 2(SO4)3 BNaOH CBaCl 2 DFeSO 4 13在 Fe2(SO4)3 溶液中，加入 a g 铜，完全溶解后，再加 b g 铁，充分反应后得到 c g 残余固体，且 ac，则下列说法正确的是( ) A残余固体是铜和铁 B最后得到的溶液中一定含有 Cu2 C将残余固体加入到稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有 Fe314、既能与稀硫酸反应,又能与 NaOH 溶液反应,且都有气体放出的是 ANaHCO
10、3 BAl(OH) 3 C(NH 4)2CO3 DAl 2O315下列说法正确的是( )ASiO 2 既不溶于水也不溶于任何酸B盐酸滴入水玻璃中可以得到原硅酸C钢化玻璃能经受温度剧变，且能抵抗碱的腐蚀D因为温度高时 与 反应放出 ，所以硅酸性眭比碳酸酸性强16在空气中久置而不变质的是( )A小苏打 B亚硫酸钠 C水玻璃 D漂白粉17、能鉴别 、 、 三种白色粉末的试剂是( )A苛性钠溶液 B水 C氢氟酸 D稀盐酸18、下列几种情况都有白色沉淀物质生成，其中生成物化学成分相同的是 ( )块状纯碱久置于空气中生成的白色粉末盛澄清石灰水的烧杯内壁附着的白色物质 生石灰久置于空气中生成的白色物质 水溶
11、液置于敞口容器中，溶液中出现的白色浑浊物A B C D19、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- +CO2CO 32- +H2O B. 向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳 CO32- + CO2 + H2O2HCO 3-C. 向水玻璃中通入少量二氧化碳 SiO32-+ CO2 + H2OH 2SiO3+ CO32- D向次氯酸钠溶液中通入少量的二氧化碳 2ClO- + CO2 + H2O2HClO + CO 32-20如右图所示，y 表示沉淀的质量，x 表示加入试剂的体积，能够用该图表示的反应是 ( )A向 溶液中通人 至过量 B在盐酸和硫酸的混合溶液中加入
12、 溶液至过量 C在水玻璃和烧碱混合溶液中加入盐酸至过量D在 溶液中加入磷酸溶液至过量。21、能直接实现下列物质间转化的元素是()单质 氧化物 酸或碱 盐 O2 H2O NaOH或 HCl C SP SiNaCaCuAlA BC D22、FeCl 3、CuCl 2 的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A加入 KSCN 溶液一定不变红色 B溶液中一定含 Fe2C溶液中一定含 Cu2 D剩余固体中一定含 Cu23、游客发现，这座开凿于 715 年的世界第一大佛像乐山大佛脸上出现了黑色条纹，鼻子已经变黑，胸部和腿部也出现好几块大“伤疤” 。一些专家认为，出现这种现象的根源是大佛所在地自然环境湿度大、降水丰沛，容易产生风化现象，以及大佛面部微生物的新陈代谢和酸雨等各种因素的综合反应。有关叙述正确的是()A岩石的风化过程属于物理变化B化石燃料燃烧排放出的 CO2 会引发酸雨CpH 在 5.67.0 之间的降水通常称为酸雨D若黑色部分为硫化物所致，可用双氧水擦洗漂白24、现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()S
