本试题 ““材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义．请你回答以下问题：（1）无机非金属材料．高纯度单晶硅...” 主要考查您对胶体
单质硅
二氧化硅
金属的电化学腐蚀
金属的化学腐蚀
金属的电化学防护
金属的表面防护
酯化反应
加聚反应
缩聚反应
生活中的其他材料及应用（纳米材料、功能高分子材料等）
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- 胶体
- 单质硅
- 二氧化硅
- 金属的电化学腐蚀
- 金属的化学腐蚀
- 金属的电化学防护
- 金属的表面防护
- 酯化反应
- 加聚反应
- 缩聚反应
- 生活中的其他材料及应用（纳米材料、功能高分子材料等）
胶体：分散质粒子直径在10-9m~10-7m之间的分散系胶粒直径的大小是胶体的本质特征
胶体可分为固溶胶、液溶胶、气溶胶
①常见的液溶胶：Fe(OH)3、AgI、牛奶、豆浆、粥等
②常见的气溶胶：雾、云、烟等；
③常见的固溶胶：有色玻璃、烟水晶等胶体的性质：
丁达尔效应：
①当光束通过氢氧化铁胶体时，可以看到一条光亮的通路，这条光亮的通路是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成的，即为丁达尔效应。
②布朗运动：粒子在不停地、无秩序的运动
③电泳：胶体粒子带有电荷，在电场的作用下，胶体粒子在分散剂里定向移动。一般来讲：金属氢氧化物，金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶体微粒带正电荷；非金属氧化物，金属硫化物的胶体胶粒吸附阴离子，胶体微粒带负电荷。
④胶体聚沉：向胶体中加入少量电解质溶液时，由于加入的阳离子（或阴离子）中和了胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。该过程不可逆。
胶体的特性：
(1)丁达尔效应当一束光通过胶体时，胶体内会出现一条光亮的通路，这是由胶体粒子对光线散射而形成的，利用丁达尔效应可区分胶体和浊液。
(2)介稳性：胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，但改变条件就有可能发生聚沉。
(3)聚沉：给胶体加热、加入电解质或加入带相反电荷的胶体颗粒等均能使胶体粒子聚集成较大颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。聚沉常用来解释生活常识，如长江三角洲的形成、明矾净水等。
(4)电泳现象：在电场作用下，胶体粒子在分散剂中作定向移动。电泳现象说明胶体粒子带电。电泳常用来分离提纯胶体，如工业上静电除尘。
分散系比较：
| 分散系 | 溶液 | 胶体 | 悬浊液 | 乳浊液 |
| 分散质粒子大小 | <1nm | 1~100nm | >100nm | >100nm |
| 分散质粒子结构 | 分子、离子 | 少量分子的结合体或大分子 | 大量分子聚集成的固体小颗粒 | 大量分子聚集成的液体小液滴 |
| 特点 | 均一、透明、稳定 | 多数均一、透明、较稳定 | 不均一、不透明、久置沉淀 | 不均一、不透明、久置分层 |
| 能否透过滤纸 | 能 | 能 | 不能 | —— |
| 实例 | 食盐水、蔗糖溶液 | Fe(OH)3(胶体)、淀粉胶体 | 泥水、石灰乳 | 牛奶、油漆 |
胶体发生聚沉的条件：
因胶粒带电，故在一定条件下可以发生聚沉：
- 向胶体中滴加电解质
- 向胶体中加入带相反电荷胶粒的胶体
- 加热
常见的胶体的带电情况：
- 胶粒带正电荷的胶体有：金属氧化物、金属氢氧化物。例如Fe(OH)3、Al(OH)3等。
- 胶粒带负电荷的胶体有：非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体。
- 胶粒不带电的胶体有：淀粉胶体。
- 特殊的，AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同，而带正电或负电。若KI过量，则AgI胶粒吸附较多I-而带负电；若AgNO3过量，则因吸附较多Ag+而带正电。
注意：胶体不带电，而胶粒可以带电。
Fe(OH)3胶体的制备：
操作步骤：将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至呈红褐色为止。
离子方程式：Fe3++3H2O=(加热)=Fe(OH)3(胶体)+3H+
点拨：(1)淀粉溶液、蛋白质溶液虽叫做溶液，但属于胶体。
(2)胶体可以是液体，也可以是固体、气体，如烟、云、雾、有色玻璃等。
硅：
①元素符号：Si
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第三周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅
硅的物理性质和化学性质：
（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 （2）化学性质：化学性质不活泼
①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应 
(雕刻玻璃)
②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合
(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：
，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：
。
碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:
1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。
C+H2O(g)
CO+H2
5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)
4NO2↑+2H2O+CO2↑
7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。
10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
硅及其化合物的几种反常现象:
1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2C
Si+2CO↑
2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH
2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。
3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2
4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。
6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性。
7．H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有：
2NaCl+H2SO4(浓)
Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)
NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸。
硅的用途：
高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。
二氧化硅：
①化学式SiO2
②相对分子质量：60
③类别：酸性氧化物
④晶体类型：原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力：共价键
二氧化硅的物理性质和化学性质：
(1)物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质：不活泼
①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)
(制玻璃)③具有弱氧化性
知识点拨：
二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构，如图所示。在二氧化硅晶体里，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si—Si键和O—O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子与两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1：2，二氧化硅的化学式为SiO2.
二氧化硅的用途：
①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO2，纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。
金属的腐蚀:
1．金属腐蚀的概念金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的实质金属原子(M)失去电子而被氧化的过程。
M-ne-==M n+
金属的电化学腐蚀:
不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH- （注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为
(1)吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）
(2)析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性较强
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）
钢铁的电化学腐蚀的两种类型：
金属腐蚀快慢的判断：
金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关：
(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
(2)与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀>有防护措施的腐蚀
金属的化学腐蚀:
1、定义:金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2 等)或非电解质液体 (如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀
2、条件：金属跟氧化剂直接接触
3、现象：无电流产生
4、本质：金属被氧化而腐蚀
5、反应速率：v(电化学腐蚀)>v(化学腐蚀)
(1)外加电流的阴极保护法。如把金属连接在电源的负极上，这样就能消除引起金属腐蚀的原电池反应。
(2)牺牲阳极的阴极保护法。如在金属上铆接比它更活泼的另一种金属，发生金属腐蚀时是较活泼的金属被腐蚀而金属本身受到保护。
金属的表面防护：
(1)改变金属的组成或结构。如在铁中加入一定比例的铬炼制的铬钢，具有很强的耐腐蚀性。既含铬又含镍的铬镍不锈钢，其耐腐蚀性更好。
(2)在金属表面覆盖一层保护膜，使金属与周围具有腐蚀性的气体或电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面喷漆、电镀或表面钝化等。
酯化反应：
| 反应类型 | 定义 | 举例 |
| 酯化反应 | 酸和醇起作用，生成酯和水的反应 |  |
酯化反应的类型:
1.一元羧酸和一元醇的酯化反应
2.二元羧酸(或醇)和一元醇(或羧酸)的酯化反应
①二元羧酸和一元醇按物质的量之比1：1反应，如
②二元羧酸和一元醇按物质的量之比1：2反应，如
③一元羧酸和二元醇按物质的量之比1：1反应，如
④一元羧酸和二元醇按物质的量之比2：1反应，如 
3．多元羧酸与多元醇发生酯化反应
①生成环状酯。如
②生成聚酯。如 
4．无机含氧酸与醇形成无机酸酯
5．羧基酸分子内的酯化反应 
6．羟基酸分子间的酯化反应
加聚反应：
| 反应类型 | 定义 | 举例 |
| 加聚反应 | 含有碳碳双键、三键、的不饱和化合物在催化剂的作用下生成高分子化合物的反应。 |  |
对加聚反应的理解：
(1)聚合反应包括加聚反应，如下图所示：
(2)聚合反应与加聚反应都是由低分子化合物生成高分子化合物的反应，加聚反应必须通过加成反应生成高聚物，而聚合反应可以通过加成反应生成高聚物，也可以通过其他方式生成高聚物。
(3)加聚反应的单体必须是含有不饱和键的化合物，加聚反应过程中没有副产物产生。
缩聚反应：
| 反应类型 | 定义 | 举例 |
| 缩聚反应 | 一种或两种以上的单体之间结合生成高分子化合物，同时生成小分子(水或卤化氢)的反应。 |  |
缩聚物和缩聚反应方程式的书写:
1．书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构式写法有点不同，缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“一”表示。 
2．写缩聚反应方程式时，除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。南一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为(n一1)；南两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为(2n一1)。例如：
纳米材料：
材料的基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在1~100nm)，并由此具有某些新特性的材料。
功能高分子材料：
一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
分类：
(1)化学功能：离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等
(2)物理功能：导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体）、高介电性高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等
(3)复合功能：高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等
(4)生物、医用功能：抗血栓、控制药物释放和生物活性等
与““材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些...”考查相似的试题有：
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