2025版高考化学一轮总复习教案第四章非金属及其化合物第十五讲无机非金属材料考点二无机非金属材料

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知识梳理
1．硅酸盐材料
硅酸盐材料大都是混合物
(1)常见硅酸盐材料比较
(2)主要用途
陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。
[微点归纳] (1)玻璃生产中有两个重要反应：Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq \(=====,\s\up9(高温))CaSiO3＋CO2↑ 。
(2)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。
(3)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。
(4)硅酸盐组成的表示方法
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。
①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。
②各元素的化合价保持不变，且满足正负化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
③氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。
(5)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。
2．新型陶瓷的种类与用途
3.碳纳米材料
(1)碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
(2)三类碳纳米材料的比较
硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石
和石英砂
黏 土
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
主要成分
3CaO·SiO2
2CaO·SiO2
3CaO·Al2O3
Na2SiO3
CaSiO3
SiO2
硅酸盐
生产条件
高温
材料类型
主要特性
示例
用途
高温结
构陶瓷
耐高温、抗氧化、耐磨蚀
碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等烧结而成
可用于火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等
压电
陶瓷
能实现机械能与电能的相互转化
钛酸盐、锆酸盐
可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器、点火器等
透明
陶瓷
优异的光学性能，耐高温，绝缘性好
氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙
可用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导
陶瓷
在某一临界温度下电阻为零
—
可用于电力、交通、医疗等领域
纳米材料
结构特点
主要性能
重要应用
富勒
烯
由 碳原子 构成的一系列 笼形 分子的总称，C60是富勒烯的代表物
—
开启碳纳米材料研究和应用的新时代
碳纳
米管
由 石墨 片卷成的管状物，具有 纳米 尺度的直径
比表面积 大 ，有相当高的强度和优良的 电学 性能
可用于生产复合材料、电池和传感器等
石墨
烯
只有一个 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
可用于生产光电器件、超级电容器、电池和复合材料等