假期作业(3)无机非金属材料-【快乐假期每一天】2024-2025学年高一化学暑假作业

假期作业·化学 假期作业（三） 无机非金属材料 一中中中考点分折 2.新型陶瓷 必会知识) (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在成分上有很大 知识点一硅酸盐材料 的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很 1.硅酸盐及其结构 多新的特性和功能。 (1)硅酸盐的概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成 (2)高温结构陶瓷一碳化硅(SC) 的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异，结 碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过 构复杂，在自然界中广泛存在。 共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，具有 (2)硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和()构成了 硬度大和优异的高温抗氧化性能。 硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合43.碳纳米材料 个O,Si在中心，O在四面体的4个顶角：许多这 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的 样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每 总称，如C0、C60、C0、C120等，其代表物是C60。 个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有 (O 纳米尺度的直径。比表面积大，具有高强度和优 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 (3)硅酸盐的特性：硅氧四面体结构的特殊性，决 很高的强度 定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶 于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 典例剖析 知识点二新型无机非金属材料 典例@ 制造芯片用到高纯硅，用SiHC13(沸点： 1.硅和二氧化硅 (1)硅的存在与性质 31.85℃，SiHC13遇水会剧烈反应)与过量H2 ①硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式 在1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如下 存在： 图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说 ( ②单质硅是应用最为广泛的半导体材料： 法错误的是 ③高温下，硅能与氧气反应生成SO2,与氯气反 稀硫酸， 管式炉 石英管 应生成SiCl4a 接尾气 处理装省 (2)二氧化硅的性质 ①二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水： ②酸性氧化物：SiO2十2 NaOH -Na2SiO3 A.I装置可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制 +H2O: 备氯气 ③具有氧化性：S10,十2C商温si+2C0+: B.装置Ⅱ中盛装的是浓H2SO4、装置Ⅲ烧杯盛 ④特性：SiO2+4 HF-SiF,↑+2H2O。 装的是温度高于32℃的温水 第一部分假期作业 C.实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集 用是千燥氢气，根据SiHCI3的沸点：31.85℃， 尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管 则装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水， D.W中发生反应的化学方程式：H2十SiHCIg 将SiHCI3变为气体以便进入到W中与氢气反 高温si+3HCI 应，故B正确：C.氢气和氧气混合气体会发生爆 【答案】A 炸，因此实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞， 【解析】A.二氧化锰固体与浓盐酸加热反应生 收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管，故C正确： 成氯气，而【装置没有酒精灯，因此【装置不可 D.根据用SiHCI3与过量H2在1100~1200℃ 用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气，故A 反应制备高纯硅，因此Ⅳ中发生反应的化学方程 错误；B.氢气中含有水蒸气，根据SiHCI3逼水会 式：H2+SiHCI3 高温Si十3HCl,故D正确。综 剧烈反应，则装置Ⅱ中盛装的是浓H2SO1,其作 上所述，答案为A。 达标检测 题型三新型无机非金属材料 型练习 3.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义 重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也 题型一硅酸盐材料 日益受到关注。回答以下问题： 1.湖南省博物院被国家文物局列为首批“国家一级 图1是工业上生产HNO3的流程图： 博物馆”，现有院藏文物18万余件。下列文物的 Z 空气 空气、水 主要成分为硅酸盐材料的是 H2→氨合成塔 出氧化炉O吸收塔 NH -→HNO3 图1 得 (1)与氮氧化物有关的全球性大气环境问题有 (填字母)。 A.酸雨 B.沙尘暴 C.光化学烟雾 D.白色污染 (2)下列有关NH3的说法，不正确的是 (填字母)。 C.褐斑贴 选 A黄纱地印花 B商代象 D.文微明 A.工业合成NH3属于人工固氮 花舞蹈人 项 敷彩丝绵袍 纹铜铙 行书诗轴 B.NH3易液化，液氨常用作制冷剂 物瓷壶 C.NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D.NH3制备NO体现了NH3的还原性 题型二 新型无机非金属材料 (3)NH3极易溶于水，在标准状况下，用充满NH 2.氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，下列 的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液 说法正确的是 的物质的量浓度为 mol·L1. A.硅通常直接用作光导纤维的通信材料 (4)工业上常用氨气与硝酸反应制备化肥硝酸 铵，写出检验铵根离子的实验方法： B.氨化硅的摩尔质量：42 C.原子半径：Si>N 化学兴趣小组的同学利用下图进行$O2的一些 D.硅在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族 性质实验（加热装置略）： 假期作业·化学 A.中国深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅 陶瓷发动机属于新型无机非金属材料 浓硫酸 B.华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SOC NaHCOa 鲍和溶菠 “麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅 C.2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨 烯，石墨烯与金刚石互为同素异形体 D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的 BaCl2 HS NaOH 溶液 养液 溶液 高温结构陶瓷的主要成分是碳化硅 图2 3.下列说法正确的是 (5)首先，验证碳，硅非金属性的相对强弱（已知 A.碳元素非金属性强于硅元素 酸性：亚硫酸>碳酸)。 B.晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物 ①连接仪器、检查装置气密性、加药品后，打开a、 质发生反应 关闭b,然后打开分液漏斗活塞，向圆底烧瓶滴 C.硅酸酸性强于磷酸 入浓硫酸，加热。 D.SiH4的稳定性强于H2O ②装置A中试剂是 4.为除去括号中的杂质，下列所选择的试剂或操作 ③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是： 正确的是 ( A.Na2CO3固体(NaHCO3):加热 (6)验证SO2的某些性质。 B.SiO2(Al2O3):NaOH溶液 ①打开b,关闭a。 C.SO2(HCI):饱和Na2SOs溶液 ②硫化氢溶液中看到有淡黄色沉淀，S)2体现 D.FeCl3溶液(FeCl2):铁粉 (填“酸性氧化物”、“还原性”、“氧化性”)。 5.某实验小组设计了如图装置探究焦炭还原二氧 ③BaC2溶液中无明显现象，将其分成两份，分 化硅。 别滴加下列溶液，都产生了白色沉淀，将产生的 沂塞K, 焦炭与二氧化硅 N2 沉淀的化学式填入下表相应位置。 滴加的溶液 氯水 氨水 沉淀的化学式 已知：PdC2溶液可用于检验CO,反应的化学方程 能力提升 式为CO+PdC2+H2OCO2+2HC1+Pd￥（产 生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。 1.下列有关硅元素的叙述中，正确的是 (1)实验开始加热前应进行的操作是 A,光导纤维是以硅单质为主要原料制成的 (2)装置B的作用是 B.硅是构成矿物和岩石的主要元素，主要以硅单 (3)装置C、D中所盛试剂分别为 质形式存在 ,若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两 C.陶瓷、玻璃、水晶灯都属于硅酸盐产品 气体产物的物质的量之比为1：2，则该反应的 D.硅在电子工业中是最重要的半导体材料 化学方程式为 2.《厉害了，我的国》展示了中国五年来探索太空， (4)盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因 开发深海，建设世界第一流的高铁、桥梁、码头、 是 。(用离子方程式表示》 5G技术等方面取得了举世瞩目的成就。下列说 (5)用化学方程式表示碳酸的酸性比硅酸的强： 法不正确的是参考答案 充分反应消耗15ml氧气，故B正确：C.试管中含有生成！2.【答案】 C 的硝酸，硝酸具有强氧化性，能氧化K1生成碘单质，碘遇 【解析】A.二氧化硅作光导纤雏的通信材料，故A错 淀粉变蓝色，故C错误：D.根据反应20mLNO充分反应 误；B.摩尔质量有单位，氯化硅的摩尔质量：42g/mol,故 0.02L 最终生成的猜酸的物质的量为：24.5L”m0可，常液体 B错误；C.原子核外电子层数越多半径越大，Si核外有3 个电子层，N核外有2个电子层，Si原子半径大于N,故C 积为0.02L,则溶液中的溶质的物质的量浓度为24.5 1 正确：D.硅为14号元素，在元素周期表中的位置为第三 周期第NA族，故D错误；故选C。 mol·L1,约为0.04mol·L1,故D错误；故选B。 5.【答案】(1)2NHC1+Ca(OH)2△CaC2+2H20+ 3.【答案】（①AC(②C(3)224 2NH3↑ (4)向待测液中加入浓碱液，并加热，将湿润的红色石蕊 (2)碱石灰 试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝（或用藏有浓盐酸的 (3)湿润的红色石蕊试纸变蓝 玻璃棒靠近试管口，观察是否有白烟产生) (4)有白烟生成NH3十HCI一NH,C】 (5)品红溶液A中品红没有褪色，盛有Na2SiO3溶液的 (5)EG 试管中出现白色沉淀。 (6)不易溶于水且不和水反应的气体可以采用排水法 (6)氧化性BaSO4BaSO3 收集 【解析】(1)ANO在室温下被氧气氧化生成二氧化氨， (7)红氨气溶于水，显碱性 二氧化氨被水吸收生成硝酸，从而导致酸雨的形成，A正 确；B.沙尘暴是固体粉末导致，与氨氧化物无关，B错误： (8)还原2NH+3Cu0△3Cu+N2+3H20 C.光化学污染是汽车、工厂等排入大气的碳氢化合物和 【解析】(1)氯化候和氢氧化钙在加热的条件下反应可 氯氧化物等一次污染物在阳光作用下发生光化学反应生 以制取氨气，同时生成氯化钙、水，反应方程式为： 成二次污染物，后与一次污染物混合形成的有害浅蓝色烟 2NH,C1+Ca(OHD2△CaCl2+2H20+2NH,↑， 雾，与氯氧化物有关，C正确；D.白色污染是有机合成材料如 (2)氨气属于碱性气体，B中千燥剂应该为碱性的固体； 塑料、泡沫等造成，与氮氧化物无关，D错误；故选AC。 (3)氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨为弱碱，能使湿 (2)A.工业合成氨是人们在一定条件下将N元素的单质 润的红色石蕊试纸变蓝： 转化为化合物的过程，属于人工固氨，A正确；B.氨气易 (4)挤压D装置中的胶头滴管，滴入1一2滴浓盐酸，浓盐 液化，汽化吸热，液氨常用作制冷剂，B正确；C.氨气可和 酸具有挥发性，HCI和NH反应生成白色固体小颗粒 浓硫酸、氟化钙反应，因此不能用浓硫酸或无水氯化钙干 NH CI,NH3+HCI一NHCl,有白烟生成： 燥，C错误；D.氨气制备NO,N化合价升高，体现了还原 (5)氨气极易溶于水，不能直接将导管插入水中，需要在 性，D正确：故选C。 导管末端连接一个倒置的漏斗，防止倒吸，所以选择EG: (3)假设烧瓶容积为VL,当氨气完全溶于水后，水充满整 (6)C中集气瓶内收集到一种无色气态单质，该气体用排 个烧瓶溶液体积也为VL,则物质的量浓度为c=?- 水法收集说明气体是不易溶于水且不和水反应，故可以 采用排水法收集： 22.4 1 (7)多余的氨气溶于水，显碱性，能够使酚酞试液变成红 mol/L-22.mol/L. 色，故C中水槽里取适量液体于试管内，向试管里滴入无 (4)NH时与OH加热生成NH,NH时+OH△NH个 色酚酞试液，溶液呈红色； 十H2O,因此检验铵根离子的方法是向待测液中加入浓 (8)氨气和氧化铜在加热条件下反应生成的红色固体为 碱液，并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，氨气 铜，B中实验现象表明生成了水，根据质量守恒可知，生成 的水溶液为碱性，观察试纸是否变蓝（或用蘸有浓盐酸的 气体单质为氯气，反应方程式为2NH,十3Cu0△3Cu 玻璃棒靠近试管口，观察是否有白烟产生，NH3十HCl +N2+3H20。 NHCI)。 (5)铜和热的浓硫酸反应，2HS04(浓)+Cu△CuS0, 假期作业（三）无机非金属材料 +S02↑+2H20,装置A检骏SO2是否完全反应，SO2 题型练习 能使品红溶液褪色，故A中为品红溶液：SO2具有漂白 1.【答案】C 性，当A中品红溶液没有褪色，说明SO2已经完全除尽， 【解析】A.丝绵为动物蛋白质材料，A不符合题意；B.铜 避免了SO2和可溶性硅酸盐反应，CO2和水反应生成 饶为金属材料，B不符合题意：C.瓷壶为硅酸盐材料，C H2CO3,H2C03和可溶性硅酸盐反应析出H2SiO3白色 符合题意：D.行书诗轴为植物纤雏制作，D不符合题意： 沉淀，说明H2CO3能制取H2SiO3,能证明H2CO3酸性 故选C。 强于H2SiO3酸性，从而证明碳的非金属性强于硅。 假期作业·化学 (6)打开b,关闭a,SO2与H2S溶液反应生成S沉淀，反 (2)装置B中的导气管均较短，所以其为安全瓶，防止C 应方程式为2H2S+S02—3S↓+2H20,S02中S化合 中液体倒吸入A中引起炸裂。 价降低，体现氧化性；SO2与BaCl2溶液不反应，滴加氯 (3)CO2的检验：通入澄清石灰水变浑浊。C0的检验：通 水，氣水与S02反应SO2+C2+2H20—SO}+2C1 入PdC12产生黑色沉淀。但后者的检验中产生CO2存在 十4H+,SO2体现还原性，生成SO?,与Ba2+反应生成 千扰。所以先通入澄清石灰水检验CO2再通入PdCl2检 BaSO4沉淀，滴加氨水，SO2与氨水反应生成(NH4)2SO, 验CO。两者均出现浑浊，则有CO2和CO。已知两者物 (NH4)2SO3与BaC2反应生成BaSO沉淀. 质的量之比为2：1，利用电子守恒写出反应：2Si02十3C 能力提升 高 =2C0↑+C02↑+2Si. 1.【答案】D (4)玻璃塞中含有SiO2与NaOH产生粘黏的Na2SiOg导 【解析】A.二氧化硅具有导光性，可用于生产光导纤维， 致无法打开瓶塞。 光导纤雏是以二氧化硅为主要原料制成的，A不正确； (5)复分解反应中以较强酸制较弱的酸，即CO2十H20十 B.硅是构成矿物和岩石的主要元素，矿物和岩石中的硅 Na2SiO3—H2SiO3￥+Na2CO3. 元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，B不正确： C.陶瓷、玻璃都属于硅酸盐产品，但水品灯的主要成分为 假期作业（四）化学反应与能量变化 二氧化硅，不属于硅酸盐，C不正确：D.硅是重要的半导 题型练习 体材料，在电子工业中应用广泛，D正确：故选D。 1.【答案】B 2.【答案】B 【解析】①氯化铵分解为吸热反应，符合题意；②铁条溶 【解析】A.氮化硅(Si3N),只含有N元素和Si元素，均 于盐酸为放热反应，不符合题意：③盐酸与碳酸氢钠反应 为非金属元素，氮化硅陶瓷发动机属于新型无机非金属 为吸热反应，符合题意；④氨氧化钡与氯化铵反应为吸热 材料，A正确；B.手机芯片的主要成分是硅，B错误；C.石 反应，特合题意：⑤氢气在氧气中燃烧为放热反应，不特 墨烯与金刚石均为碳元素的不同种单质，互为同素异形 合题意：⑤硫酸和氢氧化钡溶液反应为放热反应，不特合 体，C正确；D.碳化硅为共价晶体，有非常高的馆沸点，是 题意；故选B。 耐高温的好材料，D正确：故选B。 2.【答案】A 3.【答案】A 【解析】A.反应物总能量小于生成物总能量，反应中热 【解析】A.碳和硅都是第ⅣA族元素，碳的原子半径小 能或其它能量转化为化学能，反应为吸热反应，A符合题 于硅，所以C得电子能力强于Si,则C的非金属性强于 意；B.反应物总能量低于生成物总能量，该反应一定有能 Si,故A正确；B.晶体硅的化学性质不活泼，但常温下可 量转化成了生成物的化学能，B不符合题意；C.由图可 以和NaOH溶液反应，故B错误；C.硅酸和磷酸分别是 知，该反应生成物的总能量高于反应物的总能量，C不符 S和P的最高价氧化物对应的水化物，元素的非金属性 合题意：D.A(g)→B(g)十C(g)和B(g)十C(g)→A(g)两 越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。同周期 个反应所涉及的物质及物质的量相同，则吸收或放出的 元素，从左到右，非金属性逐渐增强，所以非金属性：P> 热量数值相等，D不符合题意；故选A。 S,所以磷酸的酸性强于硅酸，故C错误；D.元素的非金 3.【答案】(1)两次操作过程均能形成原电池，都是把化学 属性越强，气态氢化物的稳定性越强。S的非金属性弱 能转化为电能 于O,所以SiH,的稳定性弱于H2O,故D错误：故选A。 (2)因操作1中C1是负极，C2是正极；操作2中C1是正 4.【答案】A 极，C2是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向 【解析】A.NaHCO3加热分解生成Na2CO3、H2O和 不同 CO2,Na2CO3加热不分解，A正确；B.SiO2和Al2O3均 (3)21--2e--I2 能与NaOH溶液反应，B错误；C.SO2和HCl均能与饱 (4)AsO月+H20-2e一AsO月-+2H+ 和Na2SO3溶液反应，C错误；D.FeCl3能与Fe反应生成 【解析】(1)a,向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，c(H+)变 FcCl2,D错误；故答案选A。 大，平衡向正反应方向移动，构成原电池，放电，化学能转 5.【答案】(1)通入氮气排尽装置内空气 为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40% (2)作安全瓶，防止倒吸 NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，构成原电池，放电， (3)澄清石灰水PdC2溶液2S02+3C商温2C0++ 化学能转为电能，微安表指针偏转： C02↑+2Si (2)a,向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，平衡向正反应方向 (4)SiO2+20H--SiO+H20 移动，构成原电池，C1是负极，C2是正极，放电，化学能转 (5)COz+H2O+NazSiO3 -NazCO3+H2SiO3 为电能，微安表指针偏转；b.若改向(B)烧杯中滴加40% 【解析】(1)C与SiO2高温反应产生CO,若C0与空气 NaOH溶液，平衡向逆反应方向移动，C1是正极，C2是负 加热会转化为CO2同时存在安全隐患。所以在加热之前 极，构成原电池，放电，化学能转为电能，电流方向与原来 排尽装置中的空气以免干扰产物的检验。 相反，微安表指针向前述相反方向偏转：