5.3无机非金属材料-【高效学习】2024-2025学年高一化学热点题型归纳与分阶培优练（人教版2019必修第二册）

5.3 无机非金属材料题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】硅酸盐材料 1 【题型二】硅及其化合物 2 【题型二】新型无机非金属材料 5 二、分阶培优练 6 【题型一】硅酸盐材料 【典例分析】中华文化源远流长。下列文化宝藏主要成分不属于无机非金属材料的是 选项 A B C D 文化宝藏 名称 西周五祀卫青铜鼎 白玉镂雕 唐三彩陶罐 广彩瓷杯 A．A B．B C．C D．D 【提分秘籍】 基本规律 1．无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料含有 、氧等元素，具有 、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 2．硅酸盐结构及其特性 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧 结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接，即每个Si结合 个O，每个O结合 个Si。 (2)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度 、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 3．常见的三大硅酸盐材料 硅酸盐材料主要包括陶瓷（原料为黏土）、玻璃（原料为纯碱、石灰石、石英砂）、水泥（原料为黏土和石灰石）。 【变式演练】 1．下列有关硅酸盐产品的说法不正确的是 A．水泥具有水硬性 B．玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．玻璃有固定的熔、沸点 D．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品 2．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是 A．陶瓷可用于生产建筑材料，光学仪器和各种器皿，以及制造高强度复合材料 B．制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥都是硅酸盐材料 C．玻璃中加入一些硼酸盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰 D．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料 3．文物是中华民族悠久历史的见证，是中华文化的重要组成部分。下列国家博物馆中文物的主要成分不属于硅酸盐材料的是 文物 名称 鹰形陶鼎 青花瓷盘 玛瑙盘珠 唐三彩陶俑 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 【题型二】硅及其化合物 【典例分析】下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是 A．陶瓷是人类应用最早的硅酸盐材料 B．利用二氧化硅的半导体性能制成光电池 C．硅的化学性质稳定，不与任何物质反应 D．晶体硅是具有金属光泽的灰黑色金属 【提分秘籍】 基本规律 1.硅 (1)硅元素在周期表中的位置为 周期、第 族，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的 材料，高纯硅可用于生产计算机芯片和硅太阳能电池。 (2)高纯硅的制备原理 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl 2．硅单质的化学性质 (1)常温下 ①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4 ②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ ③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ (2)加热或高温条件下 ①与O2反应：Si＋O2SiO2 ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 ③与C反应：Si＋CSiC 3．二氧化硅 (1)存在 SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO2。 (2)SiO2的结构和物理性质 SiO2中Si原子和O原子形成空间网状结构，故不存在单个的SiO2分子。SiO2的空间网状结构决定了其具有熔点 、硬度 、难溶于水等特点。 (3)SiO2的主要化学性质 ①酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=== 。 ②高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃的化学方程式为： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ ③特性：与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (4)用途 纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制作 。 3．硅酸盐 (1)常见的硅酸盐——Na2SiO3 ①硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称 。 ②硅酸钠在空气中放置易与空气中CO2反应而变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2=== 。 ③硅酸钠是制备黏合剂和木材防火剂等的原料。 (2)硅酸盐氧化物形式的书写 硅酸盐由于组成比较复杂，通常用氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： ①顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物之间以“·”隔开。 ②原则：各元素的化合价不能改变，各元素原子总个数比符合原来的构成，若出现分数应化为整数。 例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。 4．硅酸(H2SiO3)的性质 (1)硅酸是难溶于水的弱酸(比H2CO3酸性弱)，可与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (2)硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 【变式演练】 1．下列关于硅及其化合物的说法正确的是 A．光导纤维的主要成分是 B．太阳能发电板的主要材料是 C．是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸 D．高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2 2．下面有四个SiO2参与的反应，由该反应得出的结论正确的是 A．由反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O可知SiO2是碱性氧化物 B．由反应 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3+CO2可知H2SiO3酸性比H2CO3强 C．由反应 SiO2＋2CSi+2CO↑可知C的非金属性比Si强 D．由反应 SiO2+2OH- =SiO+H2O可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞 3．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为①；②；③。 下列有关上述三个反应的叙述，不正确的是 A．①②③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．反应①③中硅元素均被还原 D．由反应①可知，非金属性 【题型三】新型无机非金属材料 【典例分析】材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是 A．硅是应用最广泛的半导体材料 B．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 C．氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料 D．石墨烯是一种新型的有机高分子材料 【提分秘籍】 基本规律 1．新型陶瓷 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在组成上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC) 碳化硅俗称 ，它是由碳原子和硅原子通过 连接而形成，与金刚石的结构类似，硬度 ，可用作砂纸和砂轮的磨料；具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 (3)新型陶瓷种类： 陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。 2．碳纳米材料 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物是 。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有 尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，具有相当高的强度和优良的电学性能。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 【变式演练】 1．近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料的叙述错误的是 A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件，其化学式为Si3N4 B．利用二氧化硅的半导体性能，可以制成太阳能电池 C．水泥和普通玻璃的制取都要用石灰石做原料 D．富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非金属材料 2．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法正确的是 A．碳化硅属于新型陶瓷，可用作耐高温半导体材料 B．生产水泥的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．高考涂答题卡用的铅笔芯的主要成分是铅 D．光伏电站使用的太阳能电池和通信工程使用的光导纤维的主要成分都是二氧化硅 3．下列关于无机非金属材料的说法中，不正确的是 A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 B．太阳能发电板的主要材料是 C．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料 D．氧化铝陶瓷、碳纳米管、光导纤维均属于新型无机非金属材料 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．光纤通信是一种现代化的通讯手段，光纤通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。制造光导纤维的主要原料是SiO2，则SiO2属于 A．酸 B．碱 C．盐 D．酸性氧化物 2．挖掘文物价值，讲好中国故事。下列文物中，主要成分属于硅酸盐材料的是 选项 A B C D 文物 名称 汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶 贾湖骨笛 越王勾践剑 莲鹤方壶莗(青铜器) A．A B．B C．C D．D 3．下列物品或设施未使用硅酸盐材料的是 A．石英钟 B．混凝土桥墩 C．陶瓷餐具 D．门窗玻璃 4．自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于地壳中。下列有关硅及其化合物的说法正确的是 A．华为“麒麟”芯片的主要材料是单晶硅 B．制造太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 C．硅酸可由酸性氧化物与水化合而制得 D．是酸性氧化物，不与任何酸发生反应 5．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于 A．氧化铝 B．硅酸盐 C．二氧化硅 D．合金 6．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．很多硅酸盐产品中每个Si原子与4个O原子结合 B．水晶项链和石英钟均使用了二氧化硅 C．工业上利用硅的高熔点通过物理方法制得高纯硅 D．碳纳米管比表面积大、强度高，可用于生产传感器 7．下列说法中正确的是 A．陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等 B．普通硅酸盐水泥的主要原料是石英，水泥大量用于建筑和水利工程 C．光导纤维的主要成分是金刚石，具有良好的传输信号能力 D．石墨烯具有电阻率低、强度高等特点，是一种新型的化合物 8．“一名石生，一名羊起石，云母根也……”中提到的云母主要成分的化学式可写为，下列说法错误的是 A．云母难溶于水 B．均属于两性氧化物 C．云母属于无机非金属材料 D．云母具有绝缘性能 9．下列不属于硅酸盐工业产品的是 A．石英 B．水泥 C．玻璃 D．陶瓷 10．国际上已禁止民用产品使用石棉制品，避免吸入石棉纤维而诱发肺病。某石棉(硅酸盐)的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，式中的x、y的值分别为 A．8，3 B．5，8 C．3，8 D．8，5 培优第二阶——能力提升练 11．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是 A．玻璃的主要成分为Na2CO3、CaCO3和SiO2 B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 12．下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是 A．普通玻璃 B．碳化硅陶瓷 C．二氧化硅 D．碳纳米管 13．材料是现代社会发展的重要支柱，在很多领域发挥着重要的作用。下列相关叙述不正确的是 A．2023年5月30号发射的神舟十六号上的航天员穿的航天服，使用了多种合成纤维 B．中国承建的卡塔尔首座光伏电站中的光伏材料和我国即将问世的6G芯片化学成分均是高纯硅 C．新发现的纯碳材料“碳纳米泡沫”与石墨烯互为同分异构体，均为新型有机高分子材料 D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”赞誉的越窑秘色青瓷属于传统硅酸盐制品 14．下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是 A．水玻璃可以作为粘合剂、木材防腐剂 B．常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应 C．青花瓷胎体的原料为高岭土[]，若以氧化物形式可表示为： D．有导电性，所以可用于制备光导纤维 15．蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶瓷之乡”，其管窑手工制陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法中错误的是 A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石 B．陶瓷烧制过程中发生了化学变化 C．新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术 D．高温结构陶瓷可应用于火箭发动机 16．《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550W等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法不正确的是 A．我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素 B．我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是SiO2 C．新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料 D．富勒烯、石墨烯都是含碳化合物 17．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是 A．水晶的主要成分是二氧化硅 B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸 D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应 18．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 19．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是 A．水玻璃可做防火材料 B．水晶、玛瑙的主要成分是晶体硅 C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体 D．二氧化硅不和任何酸反应 20．即将“5G”网络的普及将会大大提升信息传递的速度，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度的硅。制备硅单质时，主要化学反应如下： ①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑； ②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4； ③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl。 下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是 A．①③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．②为化合反应 D．三个反应的反应物中硅元素均被还原 培优第三阶——培优拔尖练 21．昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品，其主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2.下列有关说法不正确的是 A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于硅酸盐 B．昆仑玉是混合物，透闪石中Mg元素与Ca元素的质量比是3：2 C．透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2O D．透闪石是一种新型无机非金属材料，易溶于水 22．最近，华为Mate60 Pro上市，其搭载的新型麒麟9000s芯片，突破了美国的芯片封锁，实现了智能手机5G芯片国产化。下列有关说法正确的是 A．硅是芯片的主要成分之一，晶体硅是一种性能优良的半导体材料，它属于非电解质 B．晶体硅和无定形硅是硅元素的同素异形体，二者化学性质完全不同 C．光刻胶是制造芯片的关键材料，金属氧化物纳米颗粒光刻胶由金属氧化物纳米簇和溶剂等组成，是一种胶体 D．工业粗硅的冶炼方法为SiO2+2CSi+2CO↑，在该反应中SiO2作还原剂 23．传统钦州坭兴陶制备工艺主要包括以下几个步骤：制备坯料→坯体成型→修整坯体→坯体干燥→装饰坯体→烧制坯体→抛光打磨。下列制陶过程中，涉及化学变化的是 A．坯体成型 B．坯体干燥 C．烧制坯体 D．抛光打磨 24．下列有关无机非金属材料的说法不正确的是 A．高纯度的硅是制半导体的重要材料 B．古代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土 C．现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为硅 D．北京奥运会礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料 25．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如陶瓷、玻璃和水泥等；随着科学技术的发展，一系列新型无机非金属材料相继问世，其中有一些是高纯度的含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料；还有一些含有碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A． B． C． D．Na2SiO3溶液 26．关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 A．硅是良好的半导体材料 B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CSi+2CO↑ D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 27．下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是 ①氢氟酸    ②NaHSO4    ③KNO3    ④石灰水    ⑤CuSO4    ⑥NaOH    ⑦Na2CO3 A．④⑧⑦ B．①④⑥⑦ C．①③⑤ D．①④⑥ 28．下列说法正确的是 A．陶瓷是一种常见硅酸盐材料，可以用陶瓷坩埚熔融纯碱 B．在自然界以游离态存在 C．溶液可与反应 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应 29．在无机非金属材料中，硅一直扮演着重要的角色。下列说法正确的是 A．碳化硅(俗称石英砂)可用作变压器铁芯 B．SiO2属于两性氧化物，可以与HF反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．高温下，能发生SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑，可以证明H2SiO3的酸性大于碳酸 30．高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表： 组分 SiO2 MgO Na2O K2O Fe2O3 质量分数/% 59.20 38.80 0.25 0.50 0.8 通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。 （1）蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有 （写化学式）。 （2）步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为 。 （3）滤渣A 的成分有 （填化学式）。 （4）步骤②中洗涤沉淀的方法是 。 （5）步骤③反应的化学方程式为 ；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和 。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3 无机非金属材料题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】硅酸盐材料 1 【题型二】硅及其化合物 3 【题型二】新型无机非金属材料 6 二、分阶培优练 8 【题型一】硅酸盐材料 【典例分析】中华文化源远流长。下列文化宝藏主要成分不属于无机非金属材料的是 选项 A B C D 文化宝藏 名称 西周五祀卫青铜鼎 白玉镂雕 唐三彩陶罐 广彩瓷杯 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．西周五祀卫鼎属于青铜器，主要由铜、锡等金属材料制成，A符合题意； B．玉主要成分为无机非金属材料，B不符合题意； C．唐三彩陶罐的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，C不符合题意； D．广彩瓷杯主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，D不符合题意； 故选A。 【提分秘籍】 基本规律 1．无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 2．硅酸盐结构及其特性 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接，即每个Si结合4个O，每个O结合2个Si。 (2)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 3．常见的三大硅酸盐材料 硅酸盐材料主要包括陶瓷（原料为黏土）、玻璃（原料为纯碱、石灰石、石英砂）、水泥（原料为黏土和石灰石）。 【变式演练】 1．下列有关硅酸盐产品的说法不正确的是 A．水泥具有水硬性 B．玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．玻璃有固定的熔、沸点 D．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品 【答案】C 【详解】玻璃是混合物，没有固定的熔、沸点。故C错。 2．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是 A．陶瓷可用于生产建筑材料，光学仪器和各种器皿，以及制造高强度复合材料 B．制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥都是硅酸盐材料 C．玻璃中加入一些硼酸盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰 D．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．陶瓷可用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器具、卫生洁具等，玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，玻璃纤维还可制造用于高强度复合材料等，故A错误； B．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，故B正确； C．玻璃中加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰，故C错误； D．特种镁合金是性能优良的金属材料，不属于新型无机非金属材料，故D错误； 故选B。 3．文物是中华民族悠久历史的见证，是中华文化的重要组成部分。下列国家博物馆中文物的主要成分不属于硅酸盐材料的是 文物 名称 鹰形陶鼎 青花瓷盘 玛瑙盘珠 唐三彩陶俑 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．鹰形陶鼎属于陶瓷类文物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，A不符合题意； B．青花瓷盘属于陶瓷类文物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，B不符合题意； C．玛瑙盘珠的主要成分是二氧化硅，C符合题意； D．唐三彩陶俑属于陶瓷类文物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，D不符合题意； 故选C。 【题型二】硅及其化合物 【典例分析】下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是 A．陶瓷是人类应用最早的硅酸盐材料 B．利用二氧化硅的半导体性能制成光电池 C．硅的化学性质稳定，不与任何物质反应 D．晶体硅是具有金属光泽的灰黑色金属 【答案】A 【详解】A．陶瓷的主要原料是黏土，则陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料，A正确； B．硅是半导体材料，二氧化硅常被用来制造光导纤维，B错误； C．硅与氟化氢反应生成四氟化硅，C错误； D．晶体硅是一种有金属光泽的灰黑色的固体，是非金属，D错误； 故选A。 【提分秘籍】 基本规律 1.硅 (1)硅元素在周期表中的位置为第三周期、第ⅣA族，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料，高纯硅可用于生产计算机芯片和硅太阳能电池。 (2)高纯硅的制备原理 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl 2．硅单质的化学性质 (1)常温下 ①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4 ②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ ③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ (2)加热或高温条件下 ①与O2反应：Si＋O2SiO2 ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4 ③与C反应：Si＋CSiC 3．二氧化硅 (1)存在 SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO2。 (2)SiO2的结构和物理性质 SiO2中Si原子和O原子形成空间网状结构，故不存在单个的SiO2分子。SiO2的空间网状结构决定了其具有熔点高、硬度大、难溶于水等特点。 (3)SiO2的主要化学性质 ①酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 ②高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃的化学方程式为： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ ③特性：与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (4)用途 纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制作光导纤维。 3．硅酸盐 (1)常见的硅酸盐——Na2SiO3 ①硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称水玻璃。 ②硅酸钠在空气中放置易与空气中CO2反应而变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③硅酸钠是制备黏合剂和木材防火剂等的原料。 (2)硅酸盐氧化物形式的书写 硅酸盐由于组成比较复杂，通常用氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： ①顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物之间以“·”隔开。 ②原则：各元素的化合价不能改变，各元素原子总个数比符合原来的构成，若出现分数应化为整数。 例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。 4．硅酸(H2SiO3)的性质 (1)硅酸是难溶于水的弱酸(比H2CO3酸性弱)，可与NaOH反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (2)硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 【变式演练】 1．下列关于硅及其化合物的说法正确的是 A．光导纤维的主要成分是 B．太阳能发电板的主要材料是 C．是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸 D．高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2 【答案】A 【详解】A．SiO2对光具有良好的全反射作用，是光导纤维的主要成分，故A项正确； B．太阳能发电板的主要材料是硅单质，故B项错误； C．SiO2是一种酸性氧化物，但不能与水化合生成相应的酸，故C项错误； D．高温下，工业制硅的反应方程式为：，故D项错误； 故答案选A。 2．下面有四个SiO2参与的反应，由该反应得出的结论正确的是 A．由反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O可知SiO2是碱性氧化物 B．由反应 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3+CO2可知H2SiO3酸性比H2CO3强 C．由反应 SiO2＋2CSi+2CO↑可知C的非金属性比Si强 D．由反应 SiO2+2OH- =SiO+H2O可知盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞 【答案】D 【详解】A．反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O生成气体促使反应进行，二氧化硅和NaOH溶液反应生成盐和水，所以二氧化硅属于酸性氧化物，A错误；   B．反应是在非水溶液状态下进行的，不能说明H2SiO3酸性比H2CO3强，实际H2SiO3酸性比H2CO3弱，B错误；    C．高温下碳的还原性比硅强，但不能说明C、Si的非金属性强弱，C错误；   D．碳酸钠溶液显碱性，会和玻璃中二氧化硅反应生成硅酸钠，故盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应使用橡胶塞而不用玻璃塞，D正确； 故选D。 3．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为①；②；③。 下列有关上述三个反应的叙述，不正确的是 A．①②③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．反应①③中硅元素均被还原 D．由反应①可知，非金属性 【答案】D 【详解】A．由方程式可知，反应①②③都是有单质参加有单质生成的置换反应，故A正确； B．由方程式可知，反应①②③都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应，故B正确； C．由方程式可知，反应①③中硅元素的化合价均降低被还原，二氧化硅和三氯硅烷是反应的氧化剂，故C正确； D．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则碳元素的非金属性强于硅元素，故D错误； 故选D。 【题型三】新型无机非金属材料 【典例分析】材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是 A．硅是应用最广泛的半导体材料 B．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 C．氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料 D．石墨烯是一种新型的有机高分子材料 【答案】D 【详解】A．硅是半导体工业的基础材料，是应用最广泛的半导体材料，A正确； B．晶体硅广泛用于制备芯片和太阳能电池，B正确； C．氮化硅是一种性能优异的新型无机非金属材料，C正确； D．石墨烯属于新型无机非金属材料，D错误； 故选D。 【提分秘籍】 基本规律 1．新型陶瓷 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在组成上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC) 碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料；具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 (3)新型陶瓷种类：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。 2．碳纳米材料 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物是C60。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，具有相当高的强度和优良的电学性能。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 【变式演练】 1．近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料的叙述错误的是 A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件，其化学式为Si3N4 B．利用二氧化硅的半导体性能，可以制成太阳能电池 C．水泥和普通玻璃的制取都要用石灰石做原料 D．富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．氮化硅化学式为Si3N4，是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件，A正确； B．利用硅的半导体性能，可以制成太阳能电池，B错误； C．水泥和普通玻璃均属于硅酸盐材料，硅酸盐水泥和玻璃均以石灰石和黏土为原料的制取，C正确； D．富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非金属材料，D正确； 答案选B。 2．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法正确的是 A．碳化硅属于新型陶瓷，可用作耐高温半导体材料 B．生产水泥的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．高考涂答题卡用的铅笔芯的主要成分是铅 D．光伏电站使用的太阳能电池和通信工程使用的光导纤维的主要成分都是二氧化硅 【答案】A 【详解】A．SiC熔沸点高，硬度大，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料，故A正确； B．生产水泥的主要原料是黏土、石灰石，在水泥回转窑中反应生成水泥，生产玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英，故B错误； C．石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，是制作铅笔芯的常用材料，故C错误； D．硅是良好的半导体材料，太阳能光电池成分为晶体硅，不是二氧化硅，故D错误； 故选A。 3．下列关于无机非金属材料的说法中，不正确的是 A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 B．太阳能发电板的主要材料是 C．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料 D．氧化铝陶瓷、碳纳米管、光导纤维均属于新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，A正确； B．太阳能发电板的主要材料是半导体材料单质，B错误； C．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料，C正确； D．氧化铝陶瓷、碳纳米管、光导纤维均属于新型无机非金属材料，D正确； 故选B。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．光纤通信是一种现代化的通讯手段，光纤通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。制造光导纤维的主要原料是SiO2，则SiO2属于 A．酸 B．碱 C．盐 D．酸性氧化物 【答案】D 【详解】SiO2能与NaOH反应生成对应的盐和水，属于酸性氧化物，故答案为D。 2．挖掘文物价值，讲好中国故事。下列文物中，主要成分属于硅酸盐材料的是 选项 A B C D 文物 名称 汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶 贾湖骨笛 越王勾践剑 莲鹤方壶莗(青铜器) A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶属于陶瓷制品，属于硅酸盐材料，A选； B．贾湖骨笛的主要成分是碳酸钙，B不选； C．越王勾践剑属于合金，是金属材料，C不选； D．青铜器属于合金，是金属材料，D不选； 答案选A。 3．下列物品或设施未使用硅酸盐材料的是 A．石英钟 B．混凝土桥墩 C．陶瓷餐具 D．门窗玻璃 【答案】A 【详解】A．石英钟的石英的主要成分是SiO2，不含硅酸盐，故A正确； B．混凝土中含有大量的硅酸盐，故B错误； C．陶瓷是用含有硅酸盐的黏土制作而成，故C错误； D．玻璃的主要成分是SiO2，但制作玻璃时硅酸盐也是原料之一，故D错误； 故本题选A。 4．自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于地壳中。下列有关硅及其化合物的说法正确的是 A．华为“麒麟”芯片的主要材料是单晶硅 B．制造太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 C．硅酸可由酸性氧化物与水化合而制得 D．是酸性氧化物，不与任何酸发生反应 【答案】A 【详解】A．硅单质是良好的半导体材料，常用于制芯片，故A正确； B．制造太阳能电池板的主要材料是硅单质，故B错误； C．不溶于水，不与水反应，故C错误； D．能与HF反应，故D错误； 故选：A。 5．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于 A．氧化铝 B．硅酸盐 C．二氧化硅 D．合金 【答案】B 【详解】唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于硅酸盐产品，故B符合题意。 综上所述，答案为B。 6．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．很多硅酸盐产品中每个Si原子与4个O原子结合 B．水晶项链和石英钟均使用了二氧化硅 C．工业上利用硅的高熔点通过物理方法制得高纯硅 D．碳纳米管比表面积大、强度高，可用于生产传感器 【答案】C 【详解】A．很多硅酸盐中每个Si原子与4个O原子结合，构成硅氧四面体，A正确； B．水晶和石英的主要成分均为二氧化硅，B正确； C．工业上由反应 可以制得粗硅，若要制得高纯硅，需继续利用化学方法进行提纯，C错误； D．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。 7．下列说法中正确的是 A．陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等 B．普通硅酸盐水泥的主要原料是石英，水泥大量用于建筑和水利工程 C．光导纤维的主要成分是金刚石，具有良好的传输信号能力 D．石墨烯具有电阻率低、强度高等特点，是一种新型的化合物 【答案】A 【详解】A．陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等，A正确； B．普通硅酸盐水泥的主要原料是石灰石、黏土，B错误； C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误； D．石墨烯具有电阻率低、强度高等特点，是单质，D错误； 故答案为：A。 8．“一名石生，一名羊起石，云母根也……”中提到的云母主要成分的化学式可写为，下列说法错误的是 A．云母难溶于水 B．均属于两性氧化物 C．云母属于无机非金属材料 D．云母具有绝缘性能 【答案】B 【详解】A．云母是一中矿石，难溶于水，故A正确； B．只能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故B错误； C．云母属于硅酸盐类，属于传统无机非金属材料，故C正确； D．云母属于硅酸盐，不存在自由移动带电粒子，不导电，具有绝缘性能，故D正确； 故选：B。 9．下列不属于硅酸盐工业产品的是 A．石英 B．水泥 C．玻璃 D．陶瓷 【答案】A 【详解】A．石英的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐产品，故A符合题意 B．生产水泥的原料主要有石灰石、粘土，制备的原料中有含有硅元素，水泥是传统硅酸盐产品，其中含有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，因此普通水泥属于硅酸盐材料，故B不符合题意； C．生产玻璃的原料主要有纯碱、石灰石、石英，制备的原料中含有硅元素，玻璃是传统硅酸盐产品，主要成分有硅酸钠、硅酸钙等，属于硅酸盐，故C不符合题意； D．生产陶瓷的主要原料是粘土，制备的原料中有含有硅元素，陶瓷主要成分为硅酸盐，属于硅酸盐材料，故D不符合题意； 答案选A。 10．国际上已禁止民用产品使用石棉制品，避免吸入石棉纤维而诱发肺病。某石棉(硅酸盐)的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，式中的x、y的值分别为 A．8，3 B．5，8 C．3，8 D．8，5 【答案】B 【详解】根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为零可得2×2＋2x＋4y－2×22－1×2＝0。则x＋2y＝21，只有B项符合，故选B。 培优第二阶——能力提升练 11．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是 A．玻璃的主要成分为Na2CO3、CaCO3和SiO2 B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 【答案】C 【详解】A．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，不是玻璃，故A错误； B．水泥的原料是黏土和石灰石，纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料，生成玻璃不需要黏土，故B错误； C．硅酸盐性质稳定，熔点较高，所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高特点，故C正确； D．沙子主要成分为二氧化硅，为氧化物，不是硅酸盐，故D错误； 故选：C。 12．下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是 A．普通玻璃 B．碳化硅陶瓷 C．二氧化硅 D．碳纳米管 【答案】A 【详解】A．普通玻璃属于传统无机非金属材料，A符合题意； B．碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料，B不符合题意； C．二氧化硅是新型无机非金属材料，C不符合题意； D．碳纳米管是新型无机非金属材料，D不符合题意； 故选A。 13．材料是现代社会发展的重要支柱，在很多领域发挥着重要的作用。下列相关叙述不正确的是 A．2023年5月30号发射的神舟十六号上的航天员穿的航天服，使用了多种合成纤维 B．中国承建的卡塔尔首座光伏电站中的光伏材料和我国即将问世的6G芯片化学成分均是高纯硅 C．新发现的纯碳材料“碳纳米泡沫”与石墨烯互为同分异构体，均为新型有机高分子材料 D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”赞誉的越窑秘色青瓷属于传统硅酸盐制品 【答案】C 【详解】A．航天服主要由化学合成纤维制成，不同材料性质功能不同，所以使用了多种合成纤维，A正确； B．太阳能电池板、芯片的主要成分均为单晶硅，B正确； C．碳纳米泡沫与石墨烯均为碳单质互为同素异形体，C错误； D．玻璃、水泥、陶瓷均属于传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，D正确； 故选C。 14．下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是 A．水玻璃可以作为粘合剂、木材防腐剂 B．常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应 C．青花瓷胎体的原料为高岭土[]，若以氧化物形式可表示为： D．有导电性，所以可用于制备光导纤维 【答案】D 【详解】A．水玻璃为硅酸钠水溶液，具有粘性，不易燃烧，常用作矿物胶、木材防腐剂，故A正确； B．质硅的性质稳定，常温下，除与氢氧化钠溶液、氢氟酸反应，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应，故B正确； C．根据化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O的顺序来书写，高岭石可表示为：，故C正确； D．二氧化硅为绝缘体，不导电，具有良好的光学特性，可以用于制造光导纤维，故D错误； 故选：D。 15．蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶瓷之乡”，其管窑手工制陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法中错误的是 A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石 B．陶瓷烧制过程中发生了化学变化 C．新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术 D．高温结构陶瓷可应用于火箭发动机 【答案】A 【详解】A．生产陶瓷的主要原料是黏土，A错误； B．陶瓷烧制过程中发生了复杂的物理及化学变化，B正确； C．新型超导陶瓷具有超导性，可应用于磁悬浮技术，C正确； D．高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，可用于火箭发动机，D正确； 故答案为：A。 16．《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550W等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法不正确的是 A．我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素 B．我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是SiO2 C．新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料 D．富勒烯、石墨烯都是含碳化合物 【答案】D 【详解】A．C、Si、Ge都是主族元素，故A正确； B．光纤的主要成分是SiO2，故B正确； C．新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料，故C正确； D．富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质，故D错误； 故选D。 17．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是 A．水晶的主要成分是二氧化硅 B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸 D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应 【答案】D 【详解】A．水晶的主要成分为SiO2，A项正确； B．CO2是由分子构成的，而SiO2是Si和O按1∶2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B项正确； C．SiO2不溶于水，也不与水反应，C项正确； D．SiO2可以与氢氟酸反应，D项错误； 故选D。 18．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 【详解】A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品,故A正确； B．高岭土为含水的铝硅酸盐，故B正确； C．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，故C错误； D．我国在新石器时代已能烧制陶器，故D正确； 故选C。 19．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是 A．水玻璃可做防火材料 B．水晶、玛瑙的主要成分是晶体硅 C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体 D．二氧化硅不和任何酸反应 【答案】A 【详解】A．硅酸钠水溶液俗称水玻璃，不易燃烧，具有阻燃性，可做防火材料，故A正确； B．水晶、玛瑙主要成分为二氧化硅，不是晶体硅，故B错误； C．石英成分为二氧化硅，与氢氧化钠反应，所以不能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体，故C错误； D．常温下，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故D错误； 故选A。 20．即将“5G”网络的普及将会大大提升信息传递的速度，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度的硅。制备硅单质时，主要化学反应如下： ①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑； ②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4； ③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl。 下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是 A．①③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．②为化合反应 D．三个反应的反应物中硅元素均被还原 【答案】D 【详解】A．置换反应是指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，故①③为置换反应，A正确； B．由题干信息可知，①②③均有元素的化合价发生改变，均为氧化还原反应，C正确； C．化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成一种化合物的反应，故②为化合反应，C正确； D．①③反应中硅元素的化合价降低，被还原，而反应②的化合价却升高，被氧化，D错误； 故答案为：D。 培优第三阶——培优拔尖练 21．昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品，其主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2.下列有关说法不正确的是 A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于硅酸盐 B．昆仑玉是混合物，透闪石中Mg元素与Ca元素的质量比是3：2 C．透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2O D．透闪石是一种新型无机非金属材料，易溶于水 【答案】D 【详解】A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于含钙镁化合物的复杂硅酸盐，A正确； B．根据题干信息，昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，属于混合物，其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2，Mg元素与Ca元素的质量比为24×5：40×2=3：2，B正确； C．硅酸盐写成氧化物形式时，金属按照金属活动性顺序排列，接着是二氧化硅和水，则透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，C正确； D．透闪石不是一种新型无机非金属材料，且难溶于水，D错误； 答案选D。 22．最近，华为Mate60 Pro上市，其搭载的新型麒麟9000s芯片，突破了美国的芯片封锁，实现了智能手机5G芯片国产化。下列有关说法正确的是 A．硅是芯片的主要成分之一，晶体硅是一种性能优良的半导体材料，它属于非电解质 B．晶体硅和无定形硅是硅元素的同素异形体，二者化学性质完全不同 C．光刻胶是制造芯片的关键材料，金属氧化物纳米颗粒光刻胶由金属氧化物纳米簇和溶剂等组成，是一种胶体 D．工业粗硅的冶炼方法为SiO2+2CSi+2CO↑，在该反应中SiO2作还原剂 【答案】C 【详解】A．硅是单质，既不属于电解质也不属于非电解质，A错误； B．同素异形体化学性质相似，B错误； C．分散质的粒子直径1-100nm，属于胶体，C正确； D．SiO2中Si元素化合价降低，得电子，作氧化剂，D错误； 故答案为：C。 23．传统钦州坭兴陶制备工艺主要包括以下几个步骤：制备坯料→坯体成型→修整坯体→坯体干燥→装饰坯体→烧制坯体→抛光打磨。下列制陶过程中，涉及化学变化的是 A．坯体成型 B．坯体干燥 C．烧制坯体 D．抛光打磨 【答案】C 【详解】A．坯体成型过程中无新物质生成，为物理变化，故A错误； B．坯体干燥过程中无新物质生成，为物理变化，故B错误； C．烧制坯体过程中有新物质生成，为化学变化，故C正确； D．拋光打磨过程中无新物质生成，为物理变化，故D错误； 故选：C。 24．下列有关无机非金属材料的说法不正确的是 A．高纯度的硅是制半导体的重要材料 B．古代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土 C．现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为硅 D．北京奥运会礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料 【答案】C 【详解】A．高纯度的硅是制半导体的重要材料，故A正确； B．烧制瓷器的主要原料为黏土，故B正确； C．光纤的主要成分为二氧化硅，故C错误； D．石墨烯是碳元素的单质，具有优良的导电性，属于新型无机非金属材料，故D正确； 选C。 25．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如陶瓷、玻璃和水泥等；随着科学技术的发展，一系列新型无机非金属材料相继问世，其中有一些是高纯度的含硅元素的材料，如单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料；还有一些含有碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A． B． C． D．Na2SiO3溶液 【答案】A 【详解】A．SiO2不溶于水，不能实现，故A正确； B．SiO2与NaOH反应的方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故B错误； C．H2SiO3可以与NaOH反应，反应的方程式为：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O，故C错误； D．Na2SiO3与CO2反应的方程式为：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，故D错误； 故选：A。 26．关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 A．硅是良好的半导体材料 B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CSi+2CO↑ D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 【答案】D 【详解】A．Si元素处于金属与非金属交界区，硅元素单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A正确； B．二氧化硅能与石灰石在高温下反应产生CaSiO3和CO2，反应方程式为：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，B正确； C．焦炭与二氧化硅高温下反应产生Si单质和CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，C正确； D．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2， D错误； 故答案为D。 27．下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是 ①氢氟酸    ②NaHSO4    ③KNO3    ④石灰水    ⑤CuSO4    ⑥NaOH    ⑦Na2CO3 A．④⑧⑦ B．①④⑥⑦ C．①③⑤ D．①④⑥ 【答案】B 【详解】①氢氟酸与二氧化硅反应四氟化硅和水，所以HF不能盛放在玻璃瓶中，①符合题意； ②NaHSO4与二氧化硅不反应，可以防止该试剂瓶中，②不符合题意； ③KNO3与二氧化硅不反应，可以防止该试剂瓶中，③不符合题意； ④石灰水中的氢氧化钙溶液显碱性，能和二氧化硅反应，不能盛放在玻璃瓶中，④符合题意； ⑤CuSO4与二氧化硅不反应，可以防止该试剂瓶中，⑤不符合题意； ⑥NaOH与二氧化硅反应生成粘性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，所以氢氧化钠溶液不能盛放在带有玻璃塞是玻璃瓶中，⑥符合题意； ⑦Na2CO3水解显碱性，与二氧化硅反应硅酸钠和水，所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中，⑦符合题意； 故选B。 28．下列说法正确的是 A．陶瓷是一种常见硅酸盐材料，可以用陶瓷坩埚熔融纯碱 B．在自然界以游离态存在 C．溶液可与反应 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应 【答案】C 【详解】A．陶瓷是一种常见硅酸盐材料，二氧化硅能和碱反应，不能用陶瓷坩埚熔融纯碱，故A错误； B．自然界中没用游离态Si，故B错误； C．溶液可与反应生成碳酸钠和硅酸，故C正确； D．与氢氟酸反应生成SiF4气体和水，故D错误； 选C。 29．在无机非金属材料中，硅一直扮演着重要的角色。下列说法正确的是 A．碳化硅(俗称石英砂)可用作变压器铁芯 B．SiO2属于两性氧化物，可以与HF反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．高温下，能发生SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑，可以证明H2SiO3的酸性大于碳酸 【答案】C 【详解】A．变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的，硅钢是一种含硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0.8～4.8%，并不是碳化硅，A错误； B．两性氧化物是指遇强酸呈碱性，遇强碱呈酸性的氧化物，既能与酸作用，又能与碱作用，SiO2不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，B错误； C．CO2和碳在高温下能反应生成CO，CO2中C的化合价由+4价降低到+2价，作氧化剂，SiO2和碳高温下能反应生成Si和CO，SiO2中Si的化合价由+4价降低到0价，作氧化剂，C正确； D．高温下能反应不是利用强酸制备弱酸原理，是因为生成了气体CO2，并且碳酸的酸性大于硅酸，D错误； 故答案为：C。 30．高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表： 组分 SiO2 MgO Na2O K2O Fe2O3 质量分数/% 59.20 38.80 0.25 0.50 0.8 通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。 （1）蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有 （写化学式）。 （2）步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为 。 （3）滤渣A 的成分有 （填化学式）。 （4）步骤②中洗涤沉淀的方法是 。 （5）步骤③反应的化学方程式为 ；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和 。 【答案】Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2至3次 H2SiO3SiO2+H2O 坩埚钳、三脚架 【分析】蛇纹石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氢氧化钠进行碱浸溶解，SiO2可与氢氧化钠反应生成硅酸钠，Na2O、K2O可与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；MgO、Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应，也不溶于水，则滤渣A为MgO、Fe2O3，滤液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-，加入过量盐酸中和滤液A中的碱，同时SiO32-在酸性条件下转化为H2SiO3沉淀，经过滤、洗涤，得到滤渣B为H2SiO3，对其煅烧分解生成SiO2，据此分析解答。 【详解】(1)根据分析，蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O和K2O，它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾； (2)二氧化硅属于酸性氧化物，可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O； (3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物，氧化铝属于两性氧化物，二氧化硅属于酸性氧化物，上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中，氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水，因此，滤渣A的成分有MgO和Fe2O3； (4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸，洗涤过滤出的沉淀的方法是：向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复上述操作两到三次； (5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化学方程式为：H2SiO3SiO2+H2O，实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$