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高效作业6 [第三节 无机非金属材料]
[A级 新教材落实与巩固]
1.下列物质中,按某分类标准能与玻璃、水泥、陶瓷归为一类的是( A )
A.砖瓦 B.光导纤维
C.水玻璃 D.晶体硅
【解析】玻璃、水泥、陶瓷和砖瓦都是传统的硅酸盐产品。光导纤维的主要成分是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液,A项正确。
2.水晶的主要成分是SiO2,SiO2属于( C )
A.混合物 B.非金属单质
C.氧化物 D.有机物
【解析】由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物为氧化物,因此SiO2属于氧化物。
3.有关硅元素的下列叙述中正确的是( B )
A.硅与任何酸都不反应
B.硅元素是构成矿物岩石的主要成分之一,其化合态几乎全部是氧化物和硅酸盐
C.硅的性质很稳定,能以游离态形式存在于自然界中
D.常温时硅不与任何物质反应
【解析】硅是亲氧元素,在自然界中全以化合态形式存在,主要是氧化物和硅酸盐的形式,B正确,C错误;常温时,硅能与氟气、氢氟酸、氢氧化钠溶液等发生反应,A、D都错误。
4.在室温下,下列物质不与晶体硅反应的是( D )
A.F2 B.氢氟酸
C.KOH溶液 D.Cl2
【解析】Si的性质不活泼,常温下除与F2、氢氟酸和强碱溶液反应外,不与其他物质反应,加热时可与O2、Cl2等反应。
5.下列说法正确的是( A )
A.硅是人类将太阳能转变为电能的常用材料
B.工艺师常利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
【解析】硅可用于制造太阳能电池,A项正确;刻蚀石英用的是氢氟酸而不是盐酸,B项错误;水晶的主要成分是SiO2,C项错误;由粗硅制备单晶硅的过程可表示为粗硅SiCl4Si,涉及氧化还原反应,D项错误。
6.下列说法不正确的是( B )
A.氯气能用来制取漂白粉
B.利用钠的强还原性,可置换出CuCl2稀溶液中的金属Cu
C.MgO的熔点很高,可用作耐高温材料
D.高纯硅用来制造电脑芯片
【解析】工业上用氯气通入石灰乳中来制取漂白粉(主要成分为次氯酸钙和氯化钙),A正确;金属钠很活泼,投入CuCl2稀溶液中先与水反应,生成的NaOH再与CuCl2反应生成Cu(OH)2,不能置换出Cu,B错误;MgO熔点很高,常用作耐高温材料,如制作坩埚等,C正确;高纯硅是良好的半导体材料,可用来制造电脑芯片,D正确。
7.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是( B )
A.自然界中硅元素的储量丰富
B.自然界中存在大量的单质硅
C.高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片
D.可用H2在高温下还原SiCl4的方法得到高纯硅
【解析】硅元素的含量在地壳中位于第二位且主要以SiO2和硅酸盐的形式存在,A项正确,B项错误;高纯硅广泛用于制作芯片,C项正确;制取高纯硅的方法是用H2在高温下还原SiCl4,反应的化学方程式为SiCl4+2H2Si+4HCl,D项正确。
8.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是( D )
A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4
B.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
C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2
D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2
【解析】在氮化硅中N元素为-3价,Si元素为+4价,则化学式为Si3N4,A项正确;碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,属于原子晶体,可用于制作高温结构陶瓷和轴承,B项正确;光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2,C项正确;在SiO2晶体中,一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4,D项错误。
9.新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。
下列有关说法正确的是( D )
A.石墨烯是一种新型化合物
B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C.二者和石墨都是碳的同素异形体
D.氧化石墨烯具有一定的亲水性
【解析】石墨烯是碳的单质,A错误;氧化石墨烯因为还含有氢元素,故不是石墨烯的氧化物,也不是碳的同素异形体,B、C错误;由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团,所以具有一定的亲水性,D正确。
10.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下:
①SiO2+2CSi(粗)+2CO↑
②Si(粗)+2Cl2SiCl4
③SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是( D )
A.①是置换反应,②是化合