5.3无机非金属材料 同步练习 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

无机非金属材料 [基础巩固练] 一、传统无机非金属材料 1．(3分)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是(　　) [解析]　佩木古琴的主要材料是木材，其主要成分是纤维素，A不符合题意；骨笛的主要材质是兽骨，其主要成分不是硅酸盐，B不符合题意；陶埙属于陶土制品，其主要成分是硅酸盐，C符合题意；青铜编钟的材质是青铜，属于合金，D不符合题意。 [答案]　C 2．(3分)下列有关陶瓷的说法正确的是(　　) A．陶瓷由黏土和石英砂烧制而成 B．陶皿可用于盛放盐酸，但不能用于盛放氢氟酸 C．钢化玻璃是一种陶瓷材料 D．陶瓷坩埚可用于煅烧石灰石制备生石灰 [解析]　陶瓷由黏土烧制而成，不需要石英砂，A项错误；陶皿材料中含有SiO2，SiO2不与盐酸反应，能与氢氟酸反应，故陶皿可用于盛放盐酸，但不能用于盛放氢氟酸，B项正确；钢化玻璃是一种玻璃材料，不是陶瓷材料，C项错误；SiO2在高温下会与CaCO3反应，陶瓷坩埚不能用于煅烧石灰石制备生石灰，D项错误。 [答案]　B 二、新型无机非金属材料 3．(3分)下列有关新型无机非金属材料的叙述不正确的是(　　) A．氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 B．碳化硅的硬度大、熔点高，可用作砂纸和砂轮的磨料及耐高温材料 C．碳纳米管具有纳米尺度的直径，可用于生产复合材料、电池和传感器等 D．石墨烯具有熔点高、硬度大等特性，可用于电力、交通、医疗等领域 [解析]　石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，具有电阻率低、热导率高、强度高等特性，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等领域应用较广。 [答案]　D 4．(3分)“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是(　　) A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，其属于新型无机非金属材料 B．“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机非金属材料 C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 [解析]　钢铁是铁合金，属于金属材料，A项错误；增强聚四氟乙烯板属于有机材料，B项错误；新型无机非金属材料有高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等，C项正确；硅是制作太阳能电池板的主要材料，二氧化硅是制造光导纤维的材料，D项错误。 [答案]　C 5．(3分)当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机前尖端的温度可达1000℃以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是(　　) A．塑料 B．玻璃 C．新型陶瓷 D．镁铝合金 [解析]　制作保护层的材料应该具有硬度很大、具有优异的耐高温抗氧化性能，只有C项符合要求。 [答案]　C 三、硅及其化合物的性质及应用 6．(3分)下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　) A．二氧化硅溶于水显酸性，所以它是酸性氧化物 B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 C．二氧化硅能与烧碱和氢氟酸反应，它是两性氧化物 D．二氧化硅是一种熔点高、硬度大的固体 [解析]　二氧化硅难溶于水，A错误；二氧化硅可溶于氢氟酸，B错误；二氧化硅和烧碱反应生成盐(硅酸钠)和水，二氧化硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2O，没有生成盐和水，故二氧化硅不属于两性氧化物，C错误；二氧化硅由O原子、Si原子连接成类似金刚石的空间网状结构，熔点高、硬度大，D正确。 [答案]　D 7．(3分)工业制粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑。下列说法正确的是(　　) A．硅在自然界中主要以单质形式存在 B．Si是光导纤维的主要成分 C．SiO2是半导体材料 D．每生成1 mol Si理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023 [解析]　硅在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在，A错误；光导纤维的主要成分是二氧化硅，B错误；硅是半导体材料，C错误；每生成1 mol Si理论上转移的电子的物质的量约为4×6.02×1023，D正确。 [答案]　D 8．(3分)在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是(　　) ①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤高氯酸　⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氮气 A．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．⑤⑧ D．⑤⑦ [解析]　①C可以与SiO2反应，SiO2＋2CSi＋2CO↑；②纯碱(Na2CO3)可以与SiO2反应，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；③CaCO3可以与SiO2反应，SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；④HF可以与SiO2反应，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；⑤HClO4不能与SiO2反应；⑥KOH可以与SiO2反应，SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O；⑦CaO可以与SiO2反应，CaO＋SiO2CaSiO3；⑧N2不与SiO2反应；综上所述，⑤⑧不能与SiO2反应，选C项。 [答案]　C [综合提升练] 9．(3分)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 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应 [解析]　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，化学方程式为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，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。 [答案]　B 10．(3分)石墨烯是一种新型无机非金属材料，它具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下。 下列说法中正确的是(　　) A．石墨烯的结构与金刚石相似 B．石墨烯中的碳原子之间形成的化学键都是单键 C．运输、储存石墨烯要注意防火 D．从石墨剥离得石墨烯发生的变化只是物理变化 [解析]　A错，石墨烯的结构与金刚石差别很大，B错；由题图可知，石墨烯中的碳原子之间形成的化学键既有单键又有双键；D错，石墨中没有碳碳双键，石墨烯中有碳碳双键，从石墨剥离得石墨烯，发生的是化学变化。 [答案]　C 11．(3分)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]　步骤Ⅱ中硅酸钠和稀硫酸反应生成硅酸沉淀，化学方程式是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B项正确；碳酸的酸性强于硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，C项正确；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。 [答案]　D 12．(5分)氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料，属于新型功能性陶瓷产品，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。 (1)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：______________________________。 (2)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅及氯化氢，反应的化学方程式为______________________________。 (3)沸石是一种含结晶水、具有多孔结构的铝硅酸盐，化学式为Na2Al2Si3O10(H2O)2，若以氧化物形式可表示为__________________________________。 [解析]　(1)根据题目信息可知，Si3N4与氢氟酸反应，因Si3N4中硅元素化合价为＋4价，氮元素化合价为－3价，故其生成物应为SiF4和NH3。(2)SiCl4和N2在H2气氛中，加强热反应生成Si3N4和HCl，可得化学方程式为3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。(3)以氧化物形式表示硅酸盐组成时，应注意氧化物的书写顺序：金属氧化物→SiO2→H2O，当有多种金属氧化物时则按金属活动性顺序排列，同时要注意原子守恒。 [答案]　(1)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ (2)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl (3)Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O 13．(8分)在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”。 其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。若在25℃、101 kPa条件下反应生成HCl气体49 L(注：25℃、101 kPa条件下气体摩尔体积为24.5 L·mol－1)，则： (1)反应生成HCl气体的质量为________，两反应共转移电子的个数为________。 (2)反应生成的HCl气体溶于127 mL水中，得到密度为1.20 g·mL－1的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为________。 (3)“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的化学方程式为____________________________。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为______________________________。 [解析]　(1)25℃、101 kPa条件下气体摩尔体积为24.5 L·mol－1,49 L HCl气体的物质的量为2 mol，其质量为2 mol×36.5 g·mol－1＝73 g，两个反应共转移电子个数为4NA。(2)溶质质量为73 g，水的质量为127 g，所以溶液体积为＝ L，则盐酸的物质的量浓度是＝12 mol·L－1。(3)制取粗硅是用碳还原二氧化硅，其化学方程式为SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；石英的主要成分是SiO2，与烧碱反应制取水玻璃，反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 [答案]　(1)73 g　4NA　(2)12 mol·L－1 (3)SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 学科网（北京）股份有限公司 $ 无机非金属材料 [基础巩固练] 一、传统无机非金属材料 1．(3分)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是(　　) 2．(3分)下列有关陶瓷的说法正确的是(　　) A．陶瓷由黏土和石英砂烧制而成 B．陶皿可用于盛放盐酸，但不能用于盛放氢氟酸 C．钢化玻璃是一种陶瓷材料 D．陶瓷坩埚可用于煅烧石灰石制备生石灰 二、新型无机非金属材料 3．(3分)下列有关新型无机非金属材料的叙述不正确的是(　　) A．氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 B．碳化硅的硬度大、熔点高，可用作砂纸和砂轮的磨料及耐高温材料 C．碳纳米管具有纳米尺度的直径，可用于生产复合材料、电池和传感器等 D．石墨烯具有熔点高、硬度大等特性，可用于电力、交通、医疗等领域 4．(3分)“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是(　　) A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，其属于新型无机非金属材料 B．“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机非金属材料 C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 5．(3分)当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机前尖端的温度可达1000℃以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是(　　) A．塑料 B．玻璃 C．新型陶瓷 D．镁铝合金 三、硅及其化合物的性质及应用 6．(3分)下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　) A．二氧化硅溶于水显酸性，所以它是酸性氧化物 B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 C．二氧化硅能与烧碱和氢氟酸反应，它是两性氧化物 D．二氧化硅是一种熔点高、硬度大的固体 7．(3分)工业制粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑。下列说法正确的是(　　) A．硅在自然界中主要以单质形式存在 B．Si是光导纤维的主要成分 C．SiO2是半导体材料 D．每生成1 mol Si理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023 8．(3分)在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是(　　) ①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤高氯酸　⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氮气 A．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．⑤⑧ D．⑤⑦ [综合提升练] 9．(3分)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 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应 10．(3分)石墨烯是一种新型无机非金属材料，它具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下。 下列说法中正确的是(　　) A．石墨烯的结构与金刚石相似 B．石墨烯中的碳原子之间形成的化学键都是单键 C．运输、储存石墨烯要注意防火 D．从石墨剥离得石墨烯发生的变化只是物理变化 11．(3分)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 12．(5分)氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料，属于新型功能性陶瓷产品，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。 (1)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：______________________________。 (2)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅及氯化氢，反应的化学方程式为______________________________。 (3)沸石是一种含结晶水、具有多孔结构的铝硅酸盐，化学式为Na2Al2Si3O10(H2O)2，若以氧化物形式可表示为__________________________________。 13．(8分)在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”。 其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。若在25℃、101 kPa条件下反应生成HCl气体49 L(注：25℃、101 kPa条件下气体摩尔体积为24.5 L·mol－1)，则： (1)反应生成HCl气体的质量为________，两反应共转移电子的个数为________。 (2)反应生成的HCl气体溶于127 mL水中，得到密度为1.20 g·mL－1的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为________。 (3)“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的化学方程式为____________________________。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为______________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $