2025届高三化学一轮复习 课时作业13　无机非金属材料

课时作业13　无机非金属材料 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1．现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关材料的说法正确的是（　　） A．“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料 B．“C－919”大飞机使用的氮化硅陶瓷是传统无机非金属材料 C．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅 D．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 2．诗句“雨过天晴云破处，千峰碧波翠色来”描述了汝窑青瓷之美。青色主要来自添加的玛瑙粉末，下列有关说法错误的是（　　） A．青瓷的青色来自玛瑙中的SiO2 B．陶瓷是传统的无机非金属材料 C．瓷器的质量与原料矿物组成、升温速度、煅烧时间等因素有关 D．青瓷化学性质稳定，耐酸碱侵蚀 3．下列除杂方法正确的是（　　） A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去 B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热 C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶 D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤 4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（　　） A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀 5．Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是（　　） A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O B．具有吸水性，需要密封保存 C．能与SO2反应生成新盐 D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2 6．常温下，下列各组物质不发生反应的是（　　） ①硅与NaOH溶液　②硅与盐酸　③硅与氢氟酸　④二氧化硅与碳酸钠　⑤二氧化硅与NaOH溶液　⑥二氧化硅与浓硝酸 A．①②④ B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥ 7．中华优秀传统文化涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是（　　） A．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者（丝质品）谓之为纸”，这里的纸主要成分为纤维素 B.中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaO·CuO·4SiO2 C．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫 D．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”。这里的瓦属于传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐 8．由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是（　　） A．①②③均属于氧化还原反应 B．氢气和氯化氢均可循环利用 C．二氧化硅是一种坚硬难熔的固体 D．三氯甲硅烷（SiHCl3）摩尔质量为135.5 g 9．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备： SiO2Si（粗）SiHCl3Si（纯） 下列说法正确的是（　　） A．步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2 B.步骤①②③中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子 C．硅和二氧化硅不能与任何酸反应 D．SiHCl3（沸点为33.0 ℃）中含有少量的SiCl4（沸点为67.6 ℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3 10．科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O＋2CONa2CO3＋C（石墨烯），然后除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是（　　） A．石墨烯与金刚石互为同素异形体 B．Na2O属于碱性氧化物，CO2属于酸性氧化物 C.上述生产石墨烯的反应属于复分解反应 D．上述生产石墨烯的反应属于氧化还原反应 11．实验室用H2还原SiHCl3（沸点：31.85 ℃）制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法正确的是（　　） A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水 B．实验时，应先打开活塞K，再加热管式炉 C．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、KSCN溶液 D.该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔 12．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制品的主要原料。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、Z分别为H2、Cl2 B．制取粗硅过程可能发生反应：SiO2＋3CSiC＋2CO↑ C．提纯SiHCl3可采用萃取、分液的方法 D．SiHCl3和SiCl4形成的晶体均为分子晶体 二、非选择题 13．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅（一种无机涂层）的工艺流程如下： 回答下列问题。 （1）反应Ⅰ的化学方程式为　　　　　　　　　　，氧化剂为　　　　（填化学式）。 （2）经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下： 组分名称 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 HCl BCl3 PCl3 质量分数 0.545 0.405 0.046 2 0.000 3 0.001 93 0.001 57 沸点/℃ 57.6 31.8 8.2 －85 12.5 75.5 图中“操作X”的名称为　　　　；PCl3的电子式为　　　　　　　　。 （3）反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为　　　　；反应Ⅳ的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14．二氯二氢硅（SiH2Cl2）常用于外延法工艺中重要的硅源。二氯二氢硅易燃、有毒、与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。 （1）以浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的　　　　性。 （2）D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （3）按照气体从左到右的方向制取SiH2Cl2的装置（h处用止水夹夹好）连接次序为a→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）→（　　）（填仪器接口的字母，其中装置C用到2次）。 （4）按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为　　　　，后面装置C的作用为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （5）反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和　　　　、　　　　等。 （6）制取SiH2Cl2的新方案：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃反应生成SiCl4然后SiCl4再与HCl在250～260 ℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ （用化学方程式表示）。 课时作业13　无机非金属材料 1．答案：A 2．答案：A 3．答案：B 4．解析：酸性强弱与水溶性没有关系，则无法据此比较酸性强弱，故A错误；CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，反应方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B正确；比较强酸制取弱酸是在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能比较酸性强弱，故C错误；HCl通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强对盐酸易挥发，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，无法确定碳酸与硅酸酸性的强弱，故D错误。 答案：B 5．解析：加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水，A项正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B项正确；Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙，C项正确；由分析可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应得到H2SiO3沉淀， D项错误。 答案：D 6．解析：常温下，能发生反应①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，③Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，⑤SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 答案：D 7．解析：“自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸”，缣帛是丝织品，蚕丝的主要成分是蛋白质，故A错误；硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含氢元素的H2O写在最后，所以BaCuSi4O10用氧化物形式表示：BaO·CuO·4SiO2，故B正确；液态的金属汞，受热易变成汞蒸气，汞属于重金属，能使蛋白质变性，属于有毒物质，但常温下，能和硫反应生成硫化汞，从而防止其变成汞蒸气，黄芽指呈淡黄色的硫黄，故C正确；择取无沙黏土而为之得到“瓦”，是传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故D正确。 答案：A 8．解析：①②③反应前后元素化合价发生改变，故①②③发生的反应均是氧化还原反应，A正确；由二氧化硅制高纯硅的流程图中反应过程中生成氢气和氯化氢，同时氯化氢和氢气也作为反应物参与化学反应，故氢气和氯化氢均可循环利用，B正确；二氧化硅熔点比较高，硬度比较大，C正确；三氯甲硅烷（SiHCl3）摩尔质量为135.5 g·mol－1，D错误。 答案：D 9．解析：A项，步骤①的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，错误；B项，步骤①中每生成1 mol Si转移4 mol电子，步骤②③中每生成或反应1 mol Si，转移2 mol电子，错误；C项，硅和二氧化硅都能与氢氟酸反应，错误；D项，SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大，可通过蒸馏（或分馏）提纯SiHCl3，正确。 答案：D 10．解析：石墨烯与金刚石为同种元素即碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，A正确。和酸反应只生成一种盐和水的氧化物为碱性氧化物，故氧化钠是碱性氧化物；CO2是酸性氧化物，B正确。生产原理是Na2O＋2CONa2CO3＋C（石墨烯），反应中C元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，C错误，D正确。 答案：C 11．答案：B 12．解析：电解饱和食盐水得到氢气、氯气和氢氧化钠，其中H2在Cl2中燃烧，而Y具有还原性，所以Y、Z分别为H2、Cl2，故A正确；SiO2＋3CSiC＋2CO↑中，C元素的化合价由0升高为＋2价，C元素的化合价由0降低为－4价，符合氧化还原反应规律，可能发生，故B正确；三氯硅烷与四氯硅烷沸点不同，利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，故C错误；SiHCl3和SiCl4都是分子晶体，故D正确。 答案：C 13．解析：（1）反应Ⅰ是焦炭还原SiO2，化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑；氧化剂是所含元素化合价降低的物质，根据反应方程式可知，二氧化硅中硅的化合价由＋4价→0价，即SiO2是氧化剂。 （2）根据表格数据，除HCl、BCl3和SiH2Cl2常温下是气体外，其余为液体，因此采用精馏（或蒸馏）的方法得到SiCl4，PCl3是共价化合物，最外层都满足8电子稳定结构，其电子式为∶ （3）反应Ⅲ中得到的物质为SiO2和HCl，尾气是HCl，反应Ⅳ中发生的反应是3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl，尾气是HCl，因此尾气的用途是制备盐酸。 答案： （1）SiO2＋2CSi＋2CO↑　SiO2　 （2）精馏（或蒸馏）　 （3）制备盐酸（或其他合理答案）3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl 14．解析：（1）浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCl。（3）A装置制取HCl，连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发出来，在B装置中收集，SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。（4）前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，应选用P2O5或CaCl2，后面的装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中，应选碱石灰。（6）如果通入气体次序相反，SiH2Cl2会与Cl2继续反应，生成SiCl4、SiHCl3。 答案：（1）吸水 （2）Si＋2HClSiH2Cl2 （3）d　e　f　g　b　c　d （4）P2O5或CaCl2　尾气处理和防止空气中的水蒸气进入B中 （5）SiCl4　SiHCl3 （6）SiH2Cl2＋2Cl2SiCl4＋2HCl（或SiH2Cl2＋Cl2SiHCl3＋HCl） 学科网（北京）股份有限公司 $$