山东省高密市第三中学高三化学一轮复习第四章第1节无机非金属材料学案【考纲要求】1、了解硅及其重要化合物SiO2的主要物理性质、化学性质、用途。2、了解硅元素在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在，了解硅酸盐工业产品。。【重点知识】硅及二氧化硅的化学性质【课前预习案】一、单质硅与半导体材料1、硅元素的存在：硅在地壳中的含量次于氧，居第位。硅是一种亲氧元素，所以自然界中无游离态的硅，它总是与氧相互化合，以和的形式存在。2、单质硅的物理性质：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅灰黑色有金属光泽，硬而脆，导电性：。3、最早使用的半导体材料是现在多使用做半导体材料。4、硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气等反应。Si+O2===Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑5、硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。制粗硅的方程式：粗硅提纯：Si+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si+4HCl6、硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。二、二氧化硅与光导纤维1、二氧化硅的结构特点和物理性质以及在自然界中的存在：二氧化硅晶体由氧原子和硅原子通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体。熔点高，硬度大不溶于水。它广泛存在于自然界中，是沙子、石英等的主要成分。2、化学性质：（1）弱氧化性：（工业制粗硅）（2）具有酸性氧化物的通性：（3）与酸反应：SiO2+HF（此反应常被用来刻蚀玻璃）3、用途：光导纤维、压电材料、水晶制品、石英制品4、光导纤维①主要成分高温高温CaO+SiO22NaOH+SiO2CaCO3+SiO2②原理：利用光的全反射原理来传输光信号。③小资料：利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。三、硅酸盐与无机非金属材料（一）传统的无机非金属材料——主要成分为1、水玻璃是在空气中会变质，反应式为：。2、硅酸盐的表示法：金属氧化物·SiO2·H2O硅酸钠（Na2SiO3）可表示为：；高岭石［Al2(Si2O5)(OH)4］可表示为：；正长石（KAlSi3O8)可表示为：。3、玻璃、水泥、传统陶瓷等硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。玻璃水泥生产原料纯碱（Na2CO3）石灰石（CaCO3）石英（SiO2）主要原料石灰石粘土辅助原料适量的石膏等生产原理高温下复杂物理化学变化高温下复杂物理化学变化化学方程式产品主要成分及特性普通玻璃钠玻璃（Na2O·CaO·6SiO2）玻璃是非晶体，称为玻璃态物质无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品3CaO·SiO2硅酸三钙、2CaO·SiO2硅酸二钙、3CaO·Al2O3铝酸三钙（二）新型无机非金属材料。随着信息科学、能源技术、航天技术、生物工程、超导技术和海洋技术等现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷和压电陶瓷等被相继研制出来。【预习检测】1、下列关于硅的说法不正确的是（）A硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色的，有金属光泽B硅的导电能力界于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。C当加热到一定温度时，硅能与O2、Cl2等非金属单质反应。D硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。2、（双选）科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是()A．自然界硅的贮量丰富B．自然界中存在大量单质硅C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片D．光导纤维的主要成分是Si3、下列物质在空气中久置容易变质。不是因为发生氧化...
