内容正文:
第4讲 无机非金属材料
(40分钟)
1.科技改变生活,新材料带来新科技。下列说法正确的是( )
A.“冰立方”的ETFE膜(乙烯—四氟乙烯共聚物)的单体为乙烯、四氟乙烯
B.北京冬奥会火炬“飞扬”的喷口外壳采用的聚硅氮烷树脂属于无机小分子化合物
C.北京冬奧会礼仪服采用石墨烯片聚热保暖,石墨烯和聚乙炔互为同分异构体
D.“天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片,其主要成分和光导纤维的主要成分相同
2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。下列有关说法中正确的是( )
A.使用光导纤维进行太阳能发电,获得绿色电力
B.利用新型材料和技术将二氧化碳“填埋”有利于实现碳中和
C.利用催化技术将二氧化碳氧化制成甲醇等清洁能源
D.向燃煤中添加碳酸钙,减少污染气体排放,有利于碳中和
3.下列解释事实的离子方程式错误的是( )
A.盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞:SiO2+2OH-Si+H2O
B.酸雨的pH小于5.6:CO2+H2OH2CO3H++HC
C.饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳:2Na++C+CO2+H2O
2NaHCO3↓
D.KIO3与KI在酸性溶液中反应,溶液变成黄色:5I-+I+6H+3I2+3H2O
4.“爱因斯坦”探针卫星的X射线主探器单体结构如图所示,下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.金属铍有延展性,可作主探器的射线窗
B.石英对光线全反射,可作光导材料
C.SiO2属于共价晶体,可作耐高温材料
D.NaI、CsI遇光易分解,可作闪烁体
5.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值
B.操作A与操作B完全相同
C.该流程中硅元素的化合价发生改变
D.反应器中发生的反应为氧化还原反应
6.科学家使用络合物做催化剂,用多聚物来捕获二氧化碳,反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.该反应若得以推广将有利于碳中和
B.反应过程中只有极性键的断裂和形成
C.总反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
D.开发太阳能、风能等可再生能源可降低CO2、CH4温室气体的碳排放
7.设计实验证明酸性强弱顺序:HCl>H2CO3>H2SiO3,下列说法中不正确的是( )
A.装置A中的分液漏斗,使用时只需打开活塞
B.装置B中的药品为饱和NaHCO3溶液,作用是吸收挥发出的氯化氢
C.该实验设计原理为强酸制弱酸
D.该装置可以不设计尾气处理装置
8.硅胶吸附剂的结构示意图如图所示,常用作干燥剂。在其中添加CoCl2可使其指示吸水量的多少从而判断硅胶是否失效,原理如下:CoCl2(蓝色)+6H2OCoCl2·6H2O(粉红色),失效的硅胶可加热再生。下列说法错误的是( )
A.当硅胶变粉红色说明硅胶失效了
B.SiO2是酸性氧化物,硅胶可干燥HF和Cl2等酸性气体
C.失效的硅胶再生时加热的温度不宜过高
D.当硅胶遇到大量的水分子时,与硅羟基形成了过多氢键从而失去吸附力
9.高纯硅是制作光伏电池的关键材料,如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图:
已知:
①流化床反应器内的主反应为Si+3HClSiHCl3+H2;
②还原炉内的主反应为SiHCl3+H2Si+3HCl;
③SiHCl3极易水解:SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2↑+3HCl↑。
回答下列问题。
(1)石英砂的主要成分为SiO2,SiO2是一种酸性氧化物,能与烧碱反应生成盐和水,下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是 (填字母)。
A.Al B.Al2O3
C.CuO D.NaHCO3
SiO2还能在一种常见的酸中溶解,生成一种气态含硅物质,这种酸的电子式为 。
(2)电弧炉中生成粗硅,反应的化学方程式为 。若电弧炉中焦炭过量,还会有SiC生成,石英砂和焦炭生成SiC的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(3)整个操作流程都需隔绝空气,原因是
(答出两条即可)。
(4)流化床反应器中除生成SiHCl3外,还可能发生副反应,生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等),可以用分馏的方法加以分离,该操作方法的理论依据是 。
(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是 。
10.碳化物衍生碳以其独特的性能被广泛应用在超级电容器、催化剂载体等方面。常用氯气刻蚀法制备,该方法通过高