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第04章元素与材料世界单元复习 知识归纳一、无机非金属材料 1、硅（1）存在、物理性质、用途硅在自然界只以化合态存在。晶体硅呈灰黑色，有金属光泽，硬而脆，熔点很高（1410℃），是良好的半导体材料。硅可用来制造集成电路，太阳能电池，硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯，耐酸设备等。（2）化学性质 ①相对稳定性：在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应。 ②弱还原性：在常温下，能与F2、HF和强碱反应。例如：Si + 2NaOH + H2O ＝Na2SiO3 + 2H2↑；Si + 2F2 ＝SiF4；Si + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2↑。在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。如研细的硅能在氧气中燃烧：Si + O2 SiO2 （3）硅的制备在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含少量杂质的粗硅：SiO2＋2C Si＋2CO↑，将粗硅提纯后，可以得到半导体材料的高纯硅。 2、二氧化硅（1）物理性质：纯净的二氧化硅晶体呈无色，熔点高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。（2）化学性质： ①酸性氧化物的通性：在常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2 O；②在高温下可与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3 ②二氧化硅在常温下与氢氟酸反应： Si O2＋4HF ＝ SiF4↑＋2H2O ③弱氧化性：如在高温时，二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。（3）用途：二氧化硅可用于石英表、石英玻璃、建筑材料、电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片、精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品、光导纤维等。 3、光导纤维：光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。光导纤维是用石英玻璃制造的，具有信息容量大，抗干扰性能好，通信损耗低等优点。 4、玻璃原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2 ）。反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是： CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑； Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2 ↑ 5、水泥（1）普通水泥的主要成分为硅酸三钙（3CaO·SiO2），硅酸二钙（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。（2）水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。（3）混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。 6、新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。