课下巩固训练7 无机非金属材料-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 单选）

[课下巩固训练(七)]　无机非金属材料 (选择题每小题5分，非选择题每小题10分) 【基础达标练】 1．(2024·广西南宁一模)下列广西博物馆藏品中，主要由硅酸盐材料制成的是(　　) A．龙凤象猴纹铜镜 B．羽纹铜凤灯 C．“阮”铭金饼 D．西汉弦纹玻璃杯 答案：D 2．化学知识助力乡村振兴，下列说法正确的是(　　) A．乡村中的通信光纤的主要成分为高纯硅 B．SO2因其具有强还原性，常常被用来漂白香菇 C．水泥路进村助推农村建设，水泥的主要原料为黏土和石灰石 D．为节约用电，将Na2O2挥洒到池塘中代替增氧机为鱼类供氧 解析：选C。光纤的主要成分为二氧化硅，A错误；有毒的二氧化硫具有漂白性和防腐性，在符合国家标准的情况下可以用二氧化硫漂白香菇，B错误；水泥是常见的硅酸盐材料，制备水泥的主要原料为黏土和石灰石，C正确；过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠溶液的碱性强，具有强腐蚀性，会使鱼类死亡，所以不能将过氧化钠挥洒到池塘中代替增氧机为鱼类供氧，D错误。 3．有下列四个变化：①Na2CO3―→Na2SiO3，②SiO2―→H2SiO3，③Na2SiO3―→Na2CO3，④Ca(NO3)2―→CaSiO3，其中不能通过一步反应实现的是(　　) A．①② B．②④ C．②③ D．只有② 解析：选D。①碳酸钠与二氧化硅高温下反应生成硅酸钠；②二氧化硅不溶于水，则不能一步转化生成硅酸；③硅酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸钠；④Ca(NO3)2与硅酸钠可以反应生成硅酸钙。 4．硅是带来人类文明的重要元素之一，科学家也提出硅是“21世纪的能源”。这主要是由于硅及其化合物对社会发展所起的巨大促进作用。下列关于硅及其化合物的说法中错误的是(　　) A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” C．玻璃、水泥容器均不能贮存氢氟酸 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 解析：选D。新型无机非金属材料如高温结构陶瓷(Si3N4陶瓷、SiC陶瓷)的主要成分不是硅酸盐，D错误。 5．下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　) A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，Si被还原，所以C的还原性大于Si B．Na2SiO3属于盐，不属于碱，所以Na2SiO3溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C．用SiO2制取硅酸，应先使SiO2与NaOH溶液反应，然后通入CO2 D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知，H2SiO3的酸性大于H2CO3 解析：选C。Si与C同主族，Si的还原性比C的强，但在高温下能发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，A项错误；不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液，因为Na2SiO3溶液本身是一种黏合剂，B项错误；SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应，所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓、Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，C项正确；Na2CO3与SiO2在高温下的反应与对应酸的酸性强弱无关，是因为生成的CO2逸出体系促使反应正向进行，D项错误。 6．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．Y可能是H2 B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 C．SiHCl3中硅元素的化合价为＋4价 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应 解析：选B。Y能够还原SiHCl3为硅单质，则Y可能是H2，A正确；制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成SiC：3C＋SiO2SiC＋2CO↑，在该反应中碳既是氧化剂，又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，B错误；SiHCl3中H是－1价，Cl是－1价，则Si的化合价为＋4价，C正确； H2与SiHCl3制备多晶硅的反应SiHCl3＋H2Si＋3HCl属于置换反应，D正确。 7．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)下列物质不含有硅酸盐的是________(填字母)。 A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 (2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_________________________________________________________， 工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。 (3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________(填字母)。 A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 (4)工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是________________(填化学式，下同)，氧化剂是________。 解析：(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si，不含有硅酸盐。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。 答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸　(3)防火剂　D　(4)C　SiO2 【能力提升练】 8．硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，从溶液中析出时常形成凝胶状沉淀。实验室常用Na2SiO3溶液制备硅酸。某小组同学进行了如下实验： 实验 现象 a中产生凝胶状沉淀 下列结论不正确的是(　　) A．盐酸与石灰石反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2+＋CO2↑＋H2O B．由实验不能说明酸性H2CO3>H2SiO3 C．若想比较碳酸和硅酸的酸性强弱，应该让气体在通入a之前先通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 D．向Na2SiO3溶液中通入过量CO2，发生反应：＋H2SiO3↓ 解析：选D。向Na2SiO3溶液中通入过量CO2，生成硅酸和碳酸氢钠，离子方程式为＋H2SiO3↓，故D错误。 9．由粗SiO2制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．SiO2可用于制造光导纤维 B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代 D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在蒸发皿中进行 解析：选D。若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行，蒸发皿不能用于灼烧固体，D项错误。 10．(2024·山西一模)三氯硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8 ℃，熔点为－126.5 ℃，易水解。实验室根据反应Si＋3HClSiHCl3＋H2，利用下图装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是(　　) A．制备SiHCl3的第一步操作是通入HCl气体 B．将球形冷凝管改为直形冷凝管冷凝效果更佳 C．C和D之间需要加一个干燥装置 D．用NaOH溶液吸收SiHCl3的化学方程式为3NaOH＋SiHCl3===3NaCl＋SiO2↓＋H2O＋H2↑ 解析：选C。制备SiHCl3的第一步操作是检查装置的气密性，A错误；球形冷凝管冷凝回流比直形冷凝管效果好，B错误； SiHCl3易水解，所以要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中，使SiHCl3水解，C正确；用NaOH溶液吸收SiHCl3的化学方程式为5NaOH＋SiHCl3===3NaCl＋Na2SiO3＋2H2O＋H2↑，D错误。 11．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。如图所示流程是工业上制取纯硅的一种方法。 请回答下列问题： (1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填序号)。 (2)写出反应①的化学方程式：_____________________________。 (3)化合物W的用途很广，可用于制备硅胶和木材防火剂等，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K反应，可生成化合物W，反应的化学方程式是____________________。 (4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式，下同)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是_____________。 解析：从反应的化学方程式判断是否为置换反应：反应①是SiO2＋2CSi＋2CO↑，属于置换反应；反应②是Si＋3HClSiHCl3＋H2，属于置换反应；反应③是SiHCl3＋H2Si＋3HCl，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应：CO＋H2O(g)H2＋CO2，不属于置换反应。气体A、B、C分别为CO、CO2、HCl，其中CO2是温室气体，是作为减排目标的气体，CO2或HCl通入Na2SiO3溶液中都能够生成白色沉淀(H2SiO3)。 答案：(1)①②③ (2)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (3)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑　(4)CO2　CO2、HCl 12．硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题： (1)沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法不正确的是______(填字母)。 A．SiO2能与水反应 B．SiO2在一定条件下能与氧化钙反应 C．SiO2是制作光导纤维的主要原料 D．SiO2能与稀硫酸反应 (2)硅单质可作为硅半导体材料。三氯硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图： 石英砂粗硅SiHCl3(粗)SiHCl3(纯)高纯硅 在制备高纯硅的过程中若混入O2，可能引起的后果是____________。 (3)新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下：3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO。若生成标准状况下33.6 L CO，反应过程中转移的电子数为________NA。 答案：(1)AD　(2)高温下，H2遇O2发生爆炸　(3)3 13．(2024·福建泉州期末)三氯硅烷(SiHCl3)可用于生产有机硅化合物、多晶硅。实验室利用硅粉和氯化氢气体制备三氯硅烷。回答下列问题： Ⅰ.实验室将NaCl固体与浓硫酸混合加热制取HCl。 (1)上图盛装NaCl固体的仪器名称是______，选用上图所示装置制取并收集干燥、纯净的HCl，接口连接的正确顺序是a→____→____→____→____→d→e→f(每空填一个接口标号，仪器可重复使用)。 (2)NaCl固体与浓硫酸制取HCl时发生复分解反应的化学方程式是_____________________________________。 Ⅱ.硅粉和氯化氢反应制备三氯硅烷的装置如图所示(加热仪器已略去)。 已知：三氯硅烷的熔点为－126.6 ℃，沸点为31.8 ℃，极易与水反应，易被氧化。 (3)装置B所装药品是__________(填“碱石灰”或“无水氯化钙”)，加热前要先通一段时间HCl气体，原因是___________________________。 (4)装置D中冰盐水的作用是___________________________。 (5)该实验装置存在明显不足，请指出：_________________。 答案：(1)圆底烧瓶　d　e　b　c　(2)2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑　(3)无水氯化钙　排尽装置内的空气以防止三氯硅烷被氧化、防止生成的氢气与空气混合反应而爆炸　(4)冷却生成的SiHCl3，使其液化，以便收集 (5)E中会产生倒吸；D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置；缺少H2的处理装置 学科网（北京）股份有限公司 $$