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人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料精品课后测评
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料精品课后测评，文件包含高中化学新版必修二第03讲无机非金属材料教师提升版docx、高中化学新版必修二第03讲无机非金属材料学生提升版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共38页， 欢迎下载使用。
【知识导图】
【重难点精讲】
一、硅单质
1.存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2.物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3.化学性质
(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为：
与氟：Si＋2F2===SiF4；
与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
与碱：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2eq \(=====,\s\up7(△))SiO2。
4、主要应用：半导体材料→硅芯片、硅太阳能电池
5、高纯硅的制备
涉及的主要化学反应为
(a)SiO2＋2Ceq \(=============,\s\up7(1 800～2 000 ℃))Si＋2CO↑
(b)Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(300 ℃))SiHCl3＋H2
(c)SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(1 100 ℃))Si＋3HCl
二、二氧化硅
1.存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2.物理性质
熔点高，硬度大，难溶于水。
3.结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
4.化学性质
SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。
(1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。
(3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOeq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3。
(4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
5、主要应用：光导纤维
三、硅酸、硅酸盐
1.硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为
H2SiO3eq \(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2.硅酸盐
(1)硅酸盐的结构、特点
(2)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
四、无机非金属材料
1.传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(1)常见硅酸盐材料比较
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。
2.新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
(1)新型陶瓷
(2)碳纳米材料
（3） 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别
特别提醒：
1．氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。
2．不能依据反应2C＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。
3．SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。
4．C与SiO2反应的产物是CO不是CO2。
5．不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
【典题精练】
考点1、考查硅及其化合物的性质
1．下列叙述中正确的是( )
A．因为Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似
C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物
D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸
名师归纳：硅及其化合物性质“反常”小结
(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(6)一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
(7)一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
(8)一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
(9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))H2＋CO。
(10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。
考点2、考查硅及其化合物的用途
例2、硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是( )
A.水晶项链是硅酸盐制品
B.硅单质广泛用于光纤通讯
C.利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D.水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料
名师归纳：(1)传统无机非金属材料都是以含硅物质为原料，经过高温发生复杂的物理、化学变化制成，产品都为硅酸盐。(2)生产中采用不同的原料和工艺，也可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，利用含有铅的原料可制得光学玻璃；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃。
考点3、考查硅及其化合的制备
例3、硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式：_________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式：____________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是___________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
考点4、考查无机非金属材料的有关知识
4．下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
名师归纳：四种新型的无机非金属材料对比
随堂练习：
一、选择题
1．生产普通玻璃所用的原料不包括( )
A．石英 B．黏土
C．纯碱 D．石灰石
2．下列有关水泥的说法不正确的是( )
A．制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土
B．普通水泥的主要成分是钙的硅酸盐和铝酸盐
C．水泥具有水硬性
D．混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物
3．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于( )
A．氧化铝 B．二氧化硅
C．硅酸盐 D．合金
4．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大的强度
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
5．中国的瓷器驰名世界，传统陶瓷是以黏土[主要成分为Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是( )
A．黏土也是制备玻璃的原料之一
B．黏土的主要成分可以表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
C．陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
D．传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同
硅酸盐氧化物形式的改写
例如：钠长石(NaAlSi3O8)不能写成eq \f(1,2)Na2O·eq \f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
6．下列物品或设备的成分中含有SiO2的是( )
①门窗玻璃 ②水晶镜片 ③石英钟表 ④玛瑙首饰
⑤硅太阳能电池 ⑥光导纤维 ⑦计算机芯片
A．①②③④⑥ B．全部
C．⑤⑦ D．①②⑥⑦
7．过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成的物质是( )
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A．①④ B．②⑤ C．③ D．①③⑤
8．常温下，下列物质之间不发生反应的一组是( )
①硅与NaOH溶液 ②硅与盐酸 ③硅与氢氟酸 ④二氧化硅与碳酸钠 ⑤二氧化硅与NaOH溶液 ⑥二氧化硅与浓硝酸
A．①②④ B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥
9．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备：
SiO2eq \(――→,\s\up11(①C),\s\d4(高温))Si(粗)eq \(――→,\s\up11(②HCl),\s\d4(300 ℃))SiHCl3eq \(――→,\s\up11(③过量H2),\s\d4(1000～1100 ℃))Si(纯)
下列说法正确的是( )
A．反应①的化学方程式为SiO2＋Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋CO2↑
B．反应①②③中每生成或消耗1 ml Si，转移4 ml电子
C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D．SiHCl3(沸点31.8 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
10．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是( )
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构陶瓷，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．制造光导纤维的主要原料是玻璃
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听
材料的分类及各类材料的典例
二、非选择题
11．(1)三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。
三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8·nH2O。
用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：__________________。
(2)无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。下列属于传统无机非金属材料产品的是________。
①玻璃 ②氮化硅陶瓷 ③砖瓦 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥
12．无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。
(1)人类使用硅酸盐产品(如陶瓷等)的历史已经快一万年了，但在1823年才获得单质硅。单质硅可通过用金属钾还原SiF4的方法获得，写出化学方程式：______________________________________。
(2)由于制取方法和条件的不同，得到的单质硅形态不同，其性质也不同。
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅：
4Al＋3K2SiF6eq \(=====,\s\up17(高温))3Si＋2KAlF4＋2K2AlF5，关于该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．Al是还原剂
B．氧化产物只有KAlF4
C．反应中每转移6NA电子，得到42 g Si
D．Al在KAlF4和K2AlF5中的化合价不同
②用沙子与镁粉混合在高温条件下反应得到无定形硅，反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)高温下，用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，即可迅速得到H2、Na2SiO3和CaO，请写出该反应的化学方程式：________________________________。
课后作业：
1、港珠澳大桥是一项宏伟的世纪工程，在工程建设中用量最多的硅酸盐材料是（ ）
A．钢筋B．水泥C．玻璃D．陶瓷
2、材料在人类文明史上起着划时代的意义，下列物品所用主要材料与类型的对应关系不正确的是（ ）
A.人面鱼纹陶盆——无机非金属材料 B.圆明园的铜鼠首——金属材料
C.宇航员的航天服——有机高分子材料 D.光导纤维——复合材料
3、下列关于硅酸盐材料的说法错误的是（ ）
A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷
B.生产陶瓷的主要原料是黏土
C.普通玻璃的主要成分只有
D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要生产原料
4、下列关于材料应用及成分表述错误的是（ ）
①三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料②太阳能电池可采用二氧化硅材料制作，其应用有利于环保节能③人造刚玉熔点很高，可用作高温耐火材料，主要成分是④玛瑙的主要成分是
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
5、陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是（ ）
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
6、下列说法不正确的是（ ）
A.山西博物院陈列的元青花瓷的原料有高岭士[Al2Si2O5(OH)4]，也可以表示为A12O3•2SiO2•2H2O
B.氮的三种固定方式，都发生了氧化还原反应
C.汉代烧制出的瓷器，其主要原料为黏土
D.现代信息社会用于传递信号的光导纤维的主要成分为硅
7、下列有关硅的说法中，不正确的是（ ）
A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
B.硅可由二氧化硅还原制得
C.低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D.自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
8、下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.受热易分解，可用于制胃酸中和剂
B.熔点高、硬度大，可用于制光导纤维
C.是两性氧化物，可用作耐高温材料
D.硅胶多孔能吸水，可用作食品干燥剂
9、下列叙述正确的是（ ）
A.和都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似
B.因为，所以硅酸的酸性比碳酸强
C.和都能与碳反应，且都作氧化剂
D.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
10、下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（ ）
A.AB.BC.CD.D
11、由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列判断中错误的是（ ）
A.的摩尔质量为135.5g B.和HCl均可循环利用
C.是一种坚硬难熔的固体 D.①②③均属于氧化还原反应
12、A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系。若该元素用R表示，则A为R的氧化物，D为R的单质，且D与溶液反应生成C和。
请回答下列问题。
1.写出对应物质的化学式：A______；C_______；E_______.
2.反应①的化学方程式为____ _____。
3.反应④的离子方程式为_____ _____。
4.的酸性强于E的酸性，请用离子方程式予以证明：______ ______.
13、金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。
（1）一定条件下，Na与可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的的实验操作名称为 。推测该反应的类型为 （填字母序号）、
A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
（2）已知：。在高温电炉中碳和反应可制得，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和
①请写出电炉中所发生反应的化学方程式： 。
每有1 ml SiC生成时，转移电子的物质的量为 。
②现将20.0 g SiC粗产品加入过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1ml氢气，过滤得siC固体11.4g，将滤液稀释到1L，则硅酸盐的物质的量浓度为 。
（3）下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是 （填字母序号）
A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料。
B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体
C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料
D.金刚石、SiC和Si晶体结构类似
14、晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：
（1）在上述生产过程中，不属于置换反应的有 （填反应代号）。
（2）写出反应③的化学方程式 。
（3）A、B、C三种气体，在上述生产过程中可循环利用的是 ；在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是 。
（4）写出石英砂的一种重要用途： 。
（5）碳化硅（SiC）的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承。可用石英砂和焦炭在电炉中高温加热制取，写出反应的化学方程式 。
（6）由粗硅制取液态粗品中含有杂质等，为了得到纯净，合理的实验操作是 ，下列不是该操作所需的仪器是 。（填字母序号）
a.冷凝管 b.温度计 c.蒸馏烧瓶 d.分液漏斗
已知遇水强烈水解，其他相关数据如下表所示：
15、单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450 ~ 500 ℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a.四氯化硅接触水会发生化学反应；
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式_____________________，D中发生反应的化学方程式为_________________。
（2）A中g管的作用是____________，装置C中的试剂是___________，作用是_____________。
（3）装置E中的h瓶需要冷却的理由是___________________。
（4）过量的氯气可以用石灰乳来处理，请写出该反应的化学方程式_____________________。
结构
特点
硅氧四面体
硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等
原料
制备过程
生产应用
陶瓷
黏土
原料经高温烧结而成
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
纯碱、石灰石和石英砂
原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得
建筑材料、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维等
水泥
黏土、石灰石
原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得
制作混凝土，用于建筑和水利工程
新型材料
成分
性能
主要应用
金刚砂
碳原子、硅原子以共价键连接，结构类似金刚石
硬度很大、高温抗氧化性能优异
砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料
高温结构陶瓷
碳化硅、氮化硅、金属氧化物
耐高温、抗氧化、耐腐蚀
用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等
压电陶瓷
钛酸盐、锆酸盐等
能实现机械能和电能的相互转化
用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
透明陶瓷
氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷
具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好
用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导陶瓷
YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2Ca2Cu3O10、Tl2Ba2Ca2Cu3O10
临界温度下具有超导性
用于电力、交通、医疗领域等
新型材料
结构特点
主要性能
主要应用
富勒烯
碳原子构成的一系列笼形分子
在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等方面表现出优异性能
工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等
碳纳米管
石墨片层卷成的直径纳米级的管状物
比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质
生产复合材料、电池和传感器等
石墨烯
一个碳原子直径厚度的单层石墨
电阻率低、热导率高、具有很高的强度
应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面
类别
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
主要成分
硅酸盐
不一定是硅酸盐
主要
特性
抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击
大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
S有可燃性
S在纯氧中燃烧生成
B
有导电性
可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥和CO
D
有氧化性
溶液可用于回收废旧电路板中的铜
物 质
沸点/℃
57.7
31.5
－
315
升华温度/℃
－
－
180
300
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
【知识导图】
【重难点精讲】
一、硅单质
1.存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2.物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3.化学性质
(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为：
与氟：Si＋2F2===SiF4；
与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
与碱：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2eq \(=====,\s\up7(△))SiO2。
4、主要应用：半导体材料→硅芯片、硅太阳能电池
5、高纯硅的制备
涉及的主要化学反应为
(a)SiO2＋2Ceq \(=============,\s\up7(1 800～2 000 ℃))Si＋2CO↑
(b)Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(300 ℃))SiHCl3＋H2
(c)SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(1 100 ℃))Si＋3HCl
二、二氧化硅
1.存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2.物理性质
熔点高，硬度大，难溶于水。
3.结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
4.化学性质
SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。
(1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。
(3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOeq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3。
(4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
5、主要应用：光导纤维
三、硅酸、硅酸盐
1.硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为
H2SiO3eq \(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2.硅酸盐
(1)硅酸盐的结构、特点
(2)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
四、无机非金属材料
1.传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(1)常见硅酸盐材料比较
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。
2.新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
(1)新型陶瓷
(2)碳纳米材料
（3） 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别
特别提醒：
1．氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。
2．不能依据反应2C＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。
3．SiO2虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但与水不能直接反应。
4．C与SiO2反应的产物是CO不是CO2。
5．不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
【典题精练】
考点1、考查硅及其化合物的性质
1．下列叙述中正确的是( )
A．因为Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似
C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物
D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸
名师归纳：硅及其化合物性质“反常”小结
(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(6)一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
(7)一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
(8)一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up15(高温))Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
(9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up15(高温))H2＋CO。
(10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。
考点2、考查硅及其化合物的用途
例2、硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是( )
A.水晶项链是硅酸盐制品
B.硅单质广泛用于光纤通讯
C.利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D.水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料
名师归纳：(1)传统无机非金属材料都是以含硅物质为原料，经过高温发生复杂的物理、化学变化制成，产品都为硅酸盐。(2)生产中采用不同的原料和工艺，也可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，利用含有铅的原料可制得光学玻璃；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃。
考点3、考查硅及其化合的制备
例3、硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式：_________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式：____________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是___________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
考点4、考查无机非金属材料的有关知识
4．下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
名师归纳：四种新型的无机非金属材料对比
随堂练习：
一、选择题
1．生产普通玻璃所用的原料不包括( )
A．石英 B．黏土
C．纯碱 D．石灰石
2．下列有关水泥的说法不正确的是( )
A．制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土
B．普通水泥的主要成分是钙的硅酸盐和铝酸盐
C．水泥具有水硬性
D．混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物
3．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于( )
A．氧化铝 B．二氧化硅
C．硅酸盐 D．合金
4．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大的强度
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
5．中国的瓷器驰名世界，传统陶瓷是以黏土[主要成分为Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是( )
A．黏土也是制备玻璃的原料之一
B．黏土的主要成分可以表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
C．陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
D．传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同
硅酸盐氧化物形式的改写
例如：钠长石(NaAlSi3O8)不能写成eq \f(1,2)Na2O·eq \f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
6．下列物品或设备的成分中含有SiO2的是( )
①门窗玻璃 ②水晶镜片 ③石英钟表 ④玛瑙首饰
⑤硅太阳能电池 ⑥光导纤维 ⑦计算机芯片
A．①②③④⑥ B．全部
C．⑤⑦ D．①②⑥⑦
7．过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成的物质是( )
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A．①④ B．②⑤ C．③ D．①③⑤
8．常温下，下列物质之间不发生反应的一组是( )
①硅与NaOH溶液 ②硅与盐酸 ③硅与氢氟酸 ④二氧化硅与碳酸钠 ⑤二氧化硅与NaOH溶液 ⑥二氧化硅与浓硝酸
A．①②④ B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥
9．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备：
SiO2eq \(――→,\s\up11(①C),\s\d4(高温))Si(粗)eq \(――→,\s\up11(②HCl),\s\d4(300 ℃))SiHCl3eq \(――→,\s\up11(③过量H2),\s\d4(1000～1100 ℃))Si(纯)
下列说法正确的是( )
A．反应①的化学方程式为SiO2＋Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋CO2↑
B．反应①②③中每生成或消耗1 ml Si，转移4 ml电子
C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D．SiHCl3(沸点31.8 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
10．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是( )
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构陶瓷，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．制造光导纤维的主要原料是玻璃
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听
材料的分类及各类材料的典例
二、非选择题
11．(1)三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。
三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8·nH2O。
用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：__________________。
(2)无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。下列属于传统无机非金属材料产品的是________。
①玻璃 ②氮化硅陶瓷 ③砖瓦 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥
12．无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。
(1)人类使用硅酸盐产品(如陶瓷等)的历史已经快一万年了，但在1823年才获得单质硅。单质硅可通过用金属钾还原SiF4的方法获得，写出化学方程式：______________________________________。
(2)由于制取方法和条件的不同，得到的单质硅形态不同，其性质也不同。
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅：
4Al＋3K2SiF6eq \(=====,\s\up17(高温))3Si＋2KAlF4＋2K2AlF5，关于该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．Al是还原剂
B．氧化产物只有KAlF4
C．反应中每转移6NA电子，得到42 g Si
D．Al在KAlF4和K2AlF5中的化合价不同
②用沙子与镁粉混合在高温条件下反应得到无定形硅，反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)高温下，用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，即可迅速得到H2、Na2SiO3和CaO，请写出该反应的化学方程式：________________________________。
课后作业：
1、港珠澳大桥是一项宏伟的世纪工程，在工程建设中用量最多的硅酸盐材料是（ ）
A．钢筋B．水泥C．玻璃D．陶瓷
2、材料在人类文明史上起着划时代的意义，下列物品所用主要材料与类型的对应关系不正确的是（ ）
A.人面鱼纹陶盆——无机非金属材料 B.圆明园的铜鼠首——金属材料
C.宇航员的航天服——有机高分子材料 D.光导纤维——复合材料
3、下列关于硅酸盐材料的说法错误的是（ ）
A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷
B.生产陶瓷的主要原料是黏土
C.普通玻璃的主要成分只有
D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要生产原料
4、下列关于材料应用及成分表述错误的是（ ）
①三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料②太阳能电池可采用二氧化硅材料制作，其应用有利于环保节能③人造刚玉熔点很高，可用作高温耐火材料，主要成分是④玛瑙的主要成分是
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
5、陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是（ ）
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
6、下列说法不正确的是（ ）
A.山西博物院陈列的元青花瓷的原料有高岭士[Al2Si2O5(OH)4]，也可以表示为A12O3•2SiO2•2H2O
B.氮的三种固定方式，都发生了氧化还原反应
C.汉代烧制出的瓷器，其主要原料为黏土
D.现代信息社会用于传递信号的光导纤维的主要成分为硅
7、下列有关硅的说法中，不正确的是（ ）
A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
B.硅可由二氧化硅还原制得
C.低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应
D.自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅
8、下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.受热易分解，可用于制胃酸中和剂
B.熔点高、硬度大，可用于制光导纤维
C.是两性氧化物，可用作耐高温材料
D.硅胶多孔能吸水，可用作食品干燥剂
9、下列叙述正确的是（ ）
A.和都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似
B.因为，所以硅酸的酸性比碳酸强
C.和都能与碳反应，且都作氧化剂
D.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
10、下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（ ）
A.AB.BC.CD.D
11、由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列判断中错误的是（ ）
A.的摩尔质量为135.5g B.和HCl均可循环利用
C.是一种坚硬难熔的固体 D.①②③均属于氧化还原反应
12、A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系。若该元素用R表示，则A为R的氧化物，D为R的单质，且D与溶液反应生成C和。
请回答下列问题。
1.写出对应物质的化学式：A______；C_______；E_______.
2.反应①的化学方程式为____ _____。
3.反应④的离子方程式为_____ _____。
4.的酸性强于E的酸性，请用离子方程式予以证明：______ ______.
13、金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。
（1）一定条件下，Na与可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的的实验操作名称为 。推测该反应的类型为 （填字母序号）、
A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应
（2）已知：。在高温电炉中碳和反应可制得，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和
①请写出电炉中所发生反应的化学方程式： 。
每有1 ml SiC生成时，转移电子的物质的量为 。
②现将20.0 g SiC粗产品加入过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1ml氢气，过滤得siC固体11.4g，将滤液稀释到1L，则硅酸盐的物质的量浓度为 。
（3）下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是 （填字母序号）
A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料。
B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体
C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料
D.金刚石、SiC和Si晶体结构类似
14、晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：
（1）在上述生产过程中，不属于置换反应的有 （填反应代号）。
（2）写出反应③的化学方程式 。
（3）A、B、C三种气体，在上述生产过程中可循环利用的是 ；在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是 。
（4）写出石英砂的一种重要用途： 。
（5）碳化硅（SiC）的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承。可用石英砂和焦炭在电炉中高温加热制取，写出反应的化学方程式 。
（6）由粗硅制取液态粗品中含有杂质等，为了得到纯净，合理的实验操作是 ，下列不是该操作所需的仪器是 。（填字母序号）
a.冷凝管 b.温度计 c.蒸馏烧瓶 d.分液漏斗
已知遇水强烈水解，其他相关数据如下表所示：
15、单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450 ~ 500 ℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a.四氯化硅接触水会发生化学反应；
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式_____________________，D中发生反应的化学方程式为_________________。
（2）A中g管的作用是____________，装置C中的试剂是___________，作用是_____________。
（3）装置E中的h瓶需要冷却的理由是___________________。
（4）过量的氯气可以用石灰乳来处理，请写出该反应的化学方程式_____________________。
结构
特点
硅氧四面体
硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等
原料
制备过程
生产应用
陶瓷
黏土
原料经高温烧结而成
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
纯碱、石灰石和石英砂
原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得
建筑材料、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维等
水泥
黏土、石灰石
原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得
制作混凝土，用于建筑和水利工程
新型材料
成分
性能
主要应用
金刚砂
碳原子、硅原子以共价键连接，结构类似金刚石
硬度很大、高温抗氧化性能优异
砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料
高温结构陶瓷
碳化硅、氮化硅、金属氧化物
耐高温、抗氧化、耐腐蚀
用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等
压电陶瓷
钛酸盐、锆酸盐等
能实现机械能和电能的相互转化
用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
透明陶瓷
氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷
具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好
用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导陶瓷
YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2Ca2Cu3O10、Tl2Ba2Ca2Cu3O10
临界温度下具有超导性
用于电力、交通、医疗领域等
新型材料
结构特点
主要性能
主要应用
富勒烯
碳原子构成的一系列笼形分子
在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等方面表现出优异性能
工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等
碳纳米管
石墨片层卷成的直径纳米级的管状物
比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质
生产复合材料、电池和传感器等
石墨烯
一个碳原子直径厚度的单层石墨
电阻率低、热导率高、具有很高的强度
应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面
类别
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
主要成分
硅酸盐
不一定是硅酸盐
主要
特性
抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击
大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
S有可燃性
S在纯氧中燃烧生成
B
有导电性
可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥和CO
D
有氧化性
溶液可用于回收废旧电路板中的铜
物 质
沸点/℃
57.7
31.5
－
315
升华温度/℃
－
－
180
300
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
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