第5章 第3节 无机非金属材料（word版）-【精英1号】2024年高一化学学考名师解析与训练·课时作业手册

第三节　无机非金属材料 1．我国数千年的文明史给人类留下了无数瑰宝，下列文明的痕迹与硅酸盐有关的是　(　　) A．商后母戊鼎 B．西汉素纱禅衣 C．秦砖汉瓦 D．战国水晶杯 【答案】C 【解析】后母戊鼎是由青铜制成，A不正确，素纱禅衣是由蚕丝与纤维制成，属于有机材料，B不正确，秦砖汉瓦是由硅酸盐制成，明青花瓷是由硅酸盐制成。故C项正确。水晶杯的成分是二氧化硅，不属于盐，D不正确。答案选C。 2．下列物质中，可用于制造光导纤维的材料是　　(　　) A．单晶硅 B．二氧化硅 C．氮化硅 D．铜合金 【答案】B 【解析】二氧化硅具有优良的光学特性，二氧化硅常用于制造光导纤维，选B。 3．下列有关二氧化硅的叙述中，错误的是　　(　　) A．它不溶于水 B．它是制晶体硅的主要原料 C．它与强碱反应只生成盐和水，说明二氧化硅是酸性氧化物 D．它是酸性氧化物，不能与任何酸发生反应 【答案】D 【解析】二氧化硅可与HF反应。 4．下列转化中不能一步实现的是(　　) A．Na2SiO3→H2SiO3 B．H2SiO3→SiO2 C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3 【答案】C 【解析】SiO2不与水反应，需先转化为硅酸盐，再与酸反应生成硅酸，故C符合题意。 5．以下能把Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3三种无色溶液区分开的试剂是(　　) A．Ba(OH)2溶液　　 B．紫色石蕊试液 C．CaCl2溶液　 D．盐酸 【答案】D 【解析】三种物质与盐酸作用的现象分别是无明显变化、有气泡产生、有白色沉淀生成，故D符合题意。 6．下列离子方程式中，错误的是(　　) A．石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O B．向水玻璃中加入盐酸：SiO＋2H＋===H2SiO3↓ C．FeCl3溶液中加入过量的NaOH溶液：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ D．单质硅与NaOH溶液反应：Si＋2Na＋＋2OH－＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 【答案】D 【解析】硅酸钠为可溶性盐，且为强电解质，应拆成离子形式，D错误。 7．有下列物质：①氢氟酸；②CaO；③烧碱溶液；④焦炭。其中，在一定条件下能与SiO2反应的有(　　) A．只有①② B．①②③④ C．只有①③④ D．只有②③ 【答案】B 【解析】二氧化硅是酸性氧化物，与碱、碱性氧化物反应，②③符合；可被焦炭还原，④符合；还可与HF反应，①符合。 8．随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，无机非金属材料成为高新技术领域的重要材料。下列说法不正确的是　(　　) A．很多硅酸盐材料中每个Si原子与4个O原子结合 B．碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料 C．太阳能电池可采用二氧化硅制作，有利于环保节能 D．碳纳米管比表面积大、强度高，可用于生产传感器 【答案】C 【解析】很多硅酸盐材料中每个Si原子与4个O原子结合，构成硅氧四面体，A正确；碳化硅是硬度大的新型无机非金属材料，常用作砂纸、砂轮的磨料，故B正确；太阳能电池可采用硅制作，有利于环保节能，C错误；碳纳米管比表面积大、强度高，可用于生产传感器，D正确。故选C。 9．可以存放NaOH、KOH等碱性溶液的试剂瓶是(　　) A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带橡胶塞的细口瓶 D．带橡胶塞的广口瓶 【答案】C 【解析】溶液一般存放在细口瓶中，碱性溶液选择橡皮塞或软木塞，防止碱与玻璃中的二氧化硅反应产生有黏合性能的硅酸钠，将瓶塞与瓶口黏合。 10．下列关于硅酸盐材料的说法中，错误的是　(　　) A．生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷 B．普通玻璃的主要成分是二氧化硅 C．制作陶瓷的主要原料是黏土 D．硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料 【答案】B 【解析】普通玻璃主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。 11．某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法不正确的是(　　) A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B．高岭土为含水的铝硅酸盐 C．n＝3 D．我国在新石器时代已能烧制陶器 【答案】C 【解析】根据化合物中正负化合价代数和为0的规则：n×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(－2)＋4×(－1)＝0，解得n＝2。 12．制造水泥和普通玻璃都需要的原料是　　(　　) A．石灰石　　 B．黏土 C．纯碱　　 D．硅酸钠 【答案】A 【解析】生产玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料。 13．太空航天器常穿上用新型陶瓷材料制成的“外衣”，在穿越大气层时，能克服“热障”安全返回地面。这种“外衣”主要利用了材料的(　　) A．绝缘性好　　 B．密度大　 C．耐高温和隔热性好　　 D．硬度大 【答案】C 【解析】航天器返回地球的过程中与大气剧烈摩擦，产生高温，所以这种材料应具备耐高温、隔热性能好的特点。 14．“中国芯”的发展离不开高纯硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： →→→ 其中涉及的主要反应：①SiO2＋2CSi(粗硅)＋2CO↑，②Si＋3HClSiHCl3＋H2，③SiHCl3＋H2Si(高纯硅)＋3HCl。下列说法不正确的是　(　　) A．上述反应①②③均为置换反应 B．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2 C．上述流程中可以循环的物质有H2和HCl D．反应②③互为可逆反应 【答案】D 【解析】由方程式可知，反应①②③均为有单质参加和单质生成的置换反应，故A正确。由方程式可知，反应①中硅元素化合价降低被还原，二氧化硅是反应的氧化剂，碳元素的化合价升高被氧化，碳是反应的还原剂，则反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2，故B正确。由方程式可知，上述流程中可以循环的物质为氢气和氯化氢气体，故C正确。可逆反应为相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的化学反应，由方程式可知，反应②③的反应温度不同，不可能互为可逆反应，故D错误。故选D。 15．除去下列物质中的杂质(用化学方程式表示)。 (1)SiO2中混有CaCO3：________________________________________。 (2)CaCO3中混有SiO2：__________________________________________________。 (3)CO2中混有CO：______________________________________________。 【答案】(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (3)CO＋CuOCu＋CO2 16．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。 (1)下列物质不属于硅酸盐材料的是________。 A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 (2)关于硅及其相关化合物的叙述正确的是________。 A．自然界中存在天然游离的硅单质 B．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 C．硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用作半导体材料 D．已知C与Si的最高正价都是正四价，由于CO2＋H2OH2CO3，用类比法得知，SiO2＋H2OH2SiO3 (3)氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300 ℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的________反应。已知氮化硅中硅元素的化合价为＋4价，则氮化硅的化学式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)D　(2)C　(3)化合　Si3N4 【解析】(1)生石灰是金属氧化物，不符合要求，故选D。 (2)自然界中不存在天然游离的硅单质，硅以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于自然界中，A错误；4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O中四氟化硅不是盐，则该反应不能体现二氧化硅为碱性氧化物，SiO2能和NaOH(等碱)溶液反应生成硅酸钠(等盐)溶液和水，故属于酸性氧化物，B错误；在周期表中，硅元素在金属与非金属的分界线处，是优良的半导体材料，C正确；SiO2不溶于水，也不与水反应，D错误；故选C。 (3)采用高纯硅与纯氮在1300 ℃反应获得氮化硅，Si与氮气反应生成氮化硅，所以该反应是化合反应；氮化硅中硅元素的化合价为＋4价，N元素的化合价是－3价，根据化合物中正负化合价代数和为0的原则，所以氮化硅的化学式为Si3N4。 17．已知A、B、C、D都是含Si元素的物质，根据右图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。 (1)写出A、B、C、D各物质的名称。 A________________ B________________ C________________ D________________ (2)写出由D制A及提纯A所涉及的三个化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出下列变化的离子方程式： B→C______________________________________________________________________； A→B_______________________________________________________________。 【答案】(1)硅　硅酸钠　硅酸　二氧化硅 (2)SiO2＋2CSi＋2CO↑　Si＋3HClSiHCl3＋H2　SiHCl3＋H2Si＋3HCl (3)SiO＋H2O＋CO2===2CO＋H2SiO3↓ Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $$