硅 无机非金属材料 习题硅 无机非金属材料 习题.doc

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： ①?常温下，硅的化学性质 ，只能和氟气（F2）、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） ② 在加热条件下，硅能和某些非金属单质（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 ①在计算机等电子工业，可用作 ，大规模 等。 ②还可用于制造 和 。 ③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 ①SiO2是 的酸酐，不溶于水。 ②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 ③高温下，SiO2和碱性氧化物（如CaO）反应的化学方程式为： ④与盐反应：Na2SiO3+ 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__________ __。 （SiO2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） 4．SiO2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 生物陶瓷 压电陶瓷等 【总结