内容正文:
专题03 无机非金属材料
2大高频考点概览
考点01 无机非金属材料与STSE
考点02 硅及其化合物的性质与制备
地 城
考点01
无机非金属材料与STSE
1.(24-25高一下·浙江台州山海协作体·期中)下列物质不属于新型无机非金属材料的是
A.光导纤维 B.金刚砂 C.有色玻璃 D.碳纳米管
2.(24-25高一下·陕西西安·期中)现代社会的发展与进步离不开材料,下列说法不正确的是
A.神舟飞船使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
C.碳纳米管有优良的电学性能,可用于生产电池
D.“中国制造”港珠澳大桥所用水泥属于无机非金属材料
3.(24-25高一下·甘肃酒泉四校联考·期中)下列有关无机非金属材料的说法,不正确的是
A.高纯硅可用于制造芯片
B.因能导电,故可用来生产光导纤维
C.玻璃、水泥和陶瓷,其成分均含有硅酸盐
D.SiC陶瓷可以作为耐高温结构材料
4.(24-25高一下·浙江宁波六校l联盟·期中)化学材料促进了科技进步,生活水平的提高。下列说法错误的是
A.“浮梁巧烧瓷,颜色比琼玖”的“瓷”是硅酸盐产品
B.“神舟”十五号飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
C.生铁和钢是碳含量不同的两种铁碳合金,铁合金的硬度比单质铁低
D.“国产C919飞机”用到的氮化硅()陶瓷是新型无机非金属材料
5.(24-25高一下·广东部分名校联考·期中)随着科技发展,一系列新型无机非金属材料相继问世,下列物品没有使用新型无机非金属材料的是
A.碳化硅陶瓷轴承
B.超导陶瓷
C.石墨烯材质的超轻海绵
D.窗户上的玻璃
A.A B.B C.C D.D
6.(24-25高一下·四川多校联考·期中)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.碳纳米材料性能卓越,碳纳米管与富勒烯()互为同位素
B.水泥广泛用于建筑,普通硅酸盐水泥的主要原料为黏土和石灰石
C.可用来生产光导纤维
D.普通玻璃的主要成分为、和
7.(24-25高一下·陕西安康·期中)历史文物见证了中华民族共同体在发展中的交流、交往、交融。下列关于国宝级文物——莲花形玻璃托盏(呈天蓝色)的说法不正确的是
A.莲花形玻璃托盏的材质属于无机非金属材料
B.制作普通玻璃的原料有纯碱、石灰石和石英砂
C.由玻璃原料到玻璃需经过复杂的物理和化学变化
D.在制玻璃的原料中,添加适量的,可使玻璃呈天蓝色
8.(24-25高一下·河北石家庄·期中)下列说法正确的是
A.玻璃、水泥和碳化硅陶瓷都属于硅酸盐材料 B.计算机芯片的主要成分是二氧化硅
C.硅在自然界主要以游离态形式存在 D.硅酸盐中存在硅氧四面体结构
9.(24-25高一下·广东阳江第一中学等6校联考·期中)材料在科学技术、国防建设和国民经济等领域发挥重要作用。下列材料中主要成分属于硅酸盐的是
A.宇航服
B.碳化硅陶瓷
C.飞机风挡的有机玻璃
D.浇筑桥梁的水泥
A.A B.B C.C D.D
10.(24-25高一下·河南驻马店·期中)下列选项中,制造普通玻璃和水泥都需要使用的主要原料是
A.石灰石 B.纯碱 C.石英 D.黏土
11.(24-25高一下·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”·期中)2025年央视春晚节目精彩纷呈,好评如潮。下列说法正确的是
A.春晚直播间所选用的高清摄像头镜片的主要成分是单质硅
B.秧歌表演《秧BOT》中机器人使用的碳纳米纤维是一种胶体
C.《星汉耀江城》中的烟花是Fe、Ca、S等元素发生了焰色试验
D.李子柒舞台造型使用的中国牡丹瓷是一种无机非金属材料
12.(24-25高一下·辽宁县域重点高中联考·期中)化学与生活、科学、技术等密切相关。下列说法不正确的是
A.中国自主研发的首个5G微基站射频芯片的主要材料是二氧化硅
B.从石墨中分离出的石墨烯能导电,石墨烯与碳纳米管、富勒烯都属于碳纳米材料
C.太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网,二者均为无机非金属材料
D.明代“釉里红梅瓶”为陶瓷制品,主要原料是黏土
13.(24-25高一下·安徽芜湖·期中)《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,下列说法错误的是
A.晶体硅可用于光伏发电
B.富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D.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
14.(24-25高一下·广东江门两校联考·期中)化学对整个科技领域的发展起到了强有力的支撑和推动,下列说法正确的是
A.神舟十五号核心舱搭载的柔性太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
B.制高温结构陶瓷的氮化硅属于传统无机非金属材料
C.应用于5G手机中的石墨烯导热膜属于新型无机非金属材料
D.碳纳米管的表面积大,具有相当高的强度和优良的绝缘性
15.(24-25高一下·广西宾阳中学等校联体·期中)《厉害了,我的国》展示了中国探索太空,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头、5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。它们都与化学有着密切的联系。下列说法正确的是
A.5G手机搭载的手机芯片主要成分是硅
B.“神舟十六号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是传统无机非金属材料
C.“嫦娥五号”探测器使用的砷化镓太阳能电池板属于金属材料
D.应用于5G手机中的石墨烯导热膜是一种有机高分子材料
地 城
考点02
硅及其化合物的性质与制备
16.(24-25高一下·四川绵阳·期中)下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
B.均能进行一步转化
C.陶瓷、石英玻璃、水泥、金刚砂都属于硅酸盐材料
D.用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存NaOH溶液
17.(24-25高一下·安徽合肥第八中学·期中)以下是用石英砂(主要成分为)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是
A.步骤①中得到粗硅的化学方程式:
B.的电子式为
C.由粗硅制备高纯硅的过程中,循环使用的物质是
D.若混合物分离后,得到、、的物质的量之比为,则理论上需要额外补充
18.(24-25高一下·浙江杭州期中)工业上以石英砂()为原料制取单质硅,其中一种工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.①②③均属于置换反应
B.副反应,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为
C.二氧化硅为良好的半导体材料,可用于制造芯片
D.是酸性氧化物,可以与反应生成
19.(24-25高一下·江西上饶·期中)下列叙述正确的是
A.是酸性氧化物,可以用玻璃瓶盛放氢氟酸
B.的水溶液黏结力强,实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用玻璃塞
C.是一种抗氧化剂,能防止食品中的一些成分被氧化
D.是一种无色气体,扩散到大气中会形成酸雨
20.(24-25高一下·湖南岳阳·期中)我国成功地发射了“嫦娥一号”探测卫星,对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[(MgFe)2SiO4]等,下列说法或分析不正确的是
A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐
B.斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
C.铁橄榄石(Fe2SiO4)中铁为+2价
D.月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
21.(24-25高一下·湖北武汉重点中学5G联合体·期中)高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。从石英砂(主要成分为)制取高纯硅涉及的主要反应流程如下:
下列说法正确的是
A.制备粗硅的反应方程式为:
B.石英砂的主要成分二氧化硅可分别与氢氧化钠溶液、氢氟酸反应,故它属于两性氧化物
C.反应①②③均为氧化还原反应
D.由粗硅制备高纯硅过程中,只有可以循环使用
22.(24-25高一下·广东深圳·期中)高纯度晶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”。可以按下列方法制备高纯度晶硅:
已知:SiHCl3室温下为易挥发、易与水反应的无色液体。下列说法不正确的是
A.步骤①的化学方程式为SiO2+2CSi(粗硅)+2CO ↑
B.SiO2既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠溶液反应,所以它是两性氧化物
C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D.过程中涉及的化学反应均为置换反应
23.(24-25高一下·山西孝义·期中)华人科学家高锟以及两名美国科学家因在光纤和半导体领域上的开创性研究而获得诺贝尔物理学奖。下列有关硅及其化合物的说法错误的是
①硅是制造光导纤维的材料 ②二氧化硅的熔点比二氧化碳高
③水玻璃可用作黏合剂和防火剂 ④二氧化硅是制取粗硅的原料
⑤石英玻璃、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品
⑥硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在
⑦实验室盛放碱液的试剂瓶应使用橡胶塞,而不用玻璃塞
A.①⑤ B.②③⑥ C.②④⑥⑦ D.①③④⑤⑦
24.(24-25高一下·湖北武汉部分重点中学联考·期中)实验室用还原(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Ⅰ也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨
B.装置Ⅲ中盛装的是冰水
C.实验时,应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗
D.为鉴定装置Ⅳ中制得的硅中是否含微量铁单质,需用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液
25.(24-25高一下·天津经济技术开发区第一中学·期中)下列关于硅酸的叙述,错误的是
A.硅酸是一种很弱的酸
B.硅酸的酸性比碳酸强
C.硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
26.(24-25高一下·河南濮阳·期中)表示下列反应事实的方程式错误的是
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:
B.暴露在空气中的溶液慢慢变质:
C.向溶液中通入足量的
D.向稀溶液中滴加足量溶液:
27.(24-25高一下·四川眉山·期中)纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法错误的是
A.步骤Ⅱ的反应是
B.既能与溶液反应,又能与氢氟酸反应,所以是两性氧化物
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用来代替
D.二氧化硅和焦炭反应生成粗硅的化学方程式为
28.(24-25高一下·安徽池州·期中)材料与生活,生产息息相关,目前使用的材料主要有:金属材料、传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,高分子材料,复合材料等。
(1)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是________(填序号)。
A.高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷
(2)玻璃是重要的建筑和装饰材料,有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中二氧化硅的腐蚀作用而形成的,写出该反应的化学方程式___________。
(3)在“双碳”目标影响下,光伏产业迎来“高光时刻”,高纯硅是光伏发电技术中重要的基础原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示:
①反应Ⅱ的化学方程式为__________。
②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下,除了有不安全因素外,还可能使产品中混有杂质________。
(4)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,例如和田玉可表示为复杂氧化物形式,我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主要矿石有辉石、斜长石和橄榄石等,其中斜长石可写成氧化物形式为:__________。
(5)用海边的石英砂(含氯化钠。氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程如图所示:
①将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是_________。
②在以上流程中,能否将盐酸改为NaOH溶液,请说明理由:________。
29.(24-25高一下·河北衡水中学·期中)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)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃,该反应的化学方程式为_______。
(2)氮化硅是一种新型陶瓷材料,可通过如下反应制得,请用单线桥表示该反应电子转移的方向与数目_______。
(3)高纯硅用于制作光伏电池,如图是一种生产高纯硅的工艺流程图:
电弧炉中高温生成粗硅,反应的化学方程式为_______。若电弧炉中焦炭过量,还会有生成,石英砂和焦炭生成的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)用溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现的用途是可作_______剂的原料。
(5)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,硅酸盐可以写成氧化物的形式,和田玉可表示为_______。
(6)硅与碳位于同一主族,下列事实能说明碳的非金属性强于硅的是_______。
a.焦炭与二氧化硅高温反应制取粗硅:
b.通入溶液中产生硅酸沉淀:
c.石灰石和石英高温制玻璃:
30.(24-25高一下·吉林通化·期中)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以上,硅单质及其化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯硅烷还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如图:
写出由纯制备高纯硅的化学反应方程式:_______。
(2)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是_______(填序号)。
A.高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷
(3)硅酸部分脱水可制成用作干燥剂的硅胶,硅酸是难溶于水的二元弱酸,写出硅酸与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。
(4)用溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现的用途是可作_______的原料。可通过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_______。
A.瓷坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
(5)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,例如和田玉可表示为复杂氧化物形式,我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主要矿石有辉石、斜长石和橄榄石等,其中斜长石可写成氧化物形式为:____。
试卷第1页,共3页
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专题03无机非金属材料
目目
考点01
无机非金属材料与STSE
题号
2
3
8
10
11
答案
D
D
D
目目
考点02
硅及其化合物的性质与制备
题号
16
17
18
19
20
27
22
23
24
25
26
27
答案
A
D
D
C
A
D
B
B
B
28.(1)B
(2)4HF+SiO,=SiF +2H,0
(3)SiHCI,+H
1373-1453Ksi+3HC1
SiO2
(4)K,0·A1,03·6Si02
(⑤)增大反应物之间的接触面积,从而增大反应速率,提高生产效率
不能,因二氧化硅能与NaOH溶
液反应
29.(1)SiO2+4HF=Si证4↑+2H2O
12e
(2)
高温
3Si0,+6C+2N,
Si,N,+6CO
高温
(3)
SiO2+2C
Si+2CO↑
1:2
(4)防火剂
(5)2CaO.5MgO.8SiO2 H2O
(6b
30.(1)SiHC1,+H
573Ksi+3HCl
(2)B
(3)H,Si03+20H=Si0}+2H,0
(4)防火剂(阻燃剂
D
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让教与学更高效
(5)K,0·A1203·6Si02
专题03 无机非金属材料
2大高频考点概览
考点01 无机非金属材料与STSE
考点02 硅及其化合物的性质与制备
地 城
考点01
无机非金属材料与STSE
1.(24-25高一下·浙江台州山海协作体·期中)下列物质不属于新型无机非金属材料的是
A.光导纤维 B.金刚砂 C.有色玻璃 D.碳纳米管
【答案】C
【详解】A.光导纤维主要成分为二氧化硅,属于新型无机非金属材料,A不符合题意;
B.金刚砂(碳化硅)是新型陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,B不符合题意;
C.有色玻璃是传统硅酸盐材料,添加金属氧化物显色,仍属于传统无机非金属材料,C符合题意;
D.碳纳米管是管状碳的纳米结构材料,属于新型无机非金属材料,D不符合题意;
答案选C。
2.(24-25高一下·陕西西安·期中)现代社会的发展与进步离不开材料,下列说法不正确的是
A.神舟飞船使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
C.碳纳米管有优良的电学性能,可用于生产电池
D.“中国制造”港珠澳大桥所用水泥属于无机非金属材料
【答案】B
【详解】A.氮化硅陶瓷耐高温、强度高,属于新型无机非金属材料,A正确;
B.光导纤维的主要成分是二氧化硅,而高纯硅用于半导体和太阳能电池,B错误;
C.碳纳米管导电性优异,可用于电池电极材料,C正确;
D.水泥是传统硅酸盐材料,属于无机非金属材料,D正确;
故选B。
3.(24-25高一下·甘肃酒泉四校联考·期中)下列有关无机非金属材料的说法,不正确的是
A.高纯硅可用于制造芯片
B.因能导电,故可用来生产光导纤维
C.玻璃、水泥和陶瓷,其成分均含有硅酸盐
D.SiC陶瓷可以作为耐高温结构材料
【答案】B
【详解】A.高纯硅是半导体材料,广泛用于制造芯片,故A正确;
B.SiO2不导电,光导纤维利用其光学特性(如全反射)传输光信号,而非导电性,故B错误;
C.玻璃、水泥、陶瓷的主要成分均为硅酸盐,故C正确;
D.SiC陶瓷具有高熔点、高硬度等特性,适合用作耐高温材料,故D正确;
答案选B。
4.(24-25高一下·浙江宁波六校l联盟·期中)化学材料促进了科技进步,生活水平的提高。下列说法错误的是
A.“浮梁巧烧瓷,颜色比琼玖”的“瓷”是硅酸盐产品
B.“神舟”十五号飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
C.生铁和钢是碳含量不同的两种铁碳合金,铁合金的硬度比单质铁低
D.“国产C919飞机”用到的氮化硅()陶瓷是新型无机非金属材料
【答案】C
【详解】A.瓷器属于传统硅酸盐材料,A正确;
B.合成纤维具有高强度等特性,常用于航天服,B正确;
C.合金的硬度通常高于纯金属,生铁和钢均为合金,硬度均比纯铁高,C错误;
D.氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料陶瓷,具有高强度、低密度、耐高温等性质,属于新型无机非金属材料,D正确;
故选C。
5.(24-25高一下·广东部分名校联考·期中)随着科技发展,一系列新型无机非金属材料相继问世,下列物品没有使用新型无机非金属材料的是
A.碳化硅陶瓷轴承
B.超导陶瓷
C.石墨烯材质的超轻海绵
D.窗户上的玻璃
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.碳化硅陶瓷是熔沸点高、硬度大的新型无机非金属材料,A不符合题意;
B.超导陶瓷能导电,是新型无机非金属材料, B不符合题意;
C.石墨烯为碳单质,属于新型无机非金属材料,C不符合题意;
D.玻璃为硅酸盐制品,是传统无机非金属材料,D符合题意;
故选D。
6.(24-25高一下·四川多校联考·期中)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.碳纳米材料性能卓越,碳纳米管与富勒烯()互为同位素
B.水泥广泛用于建筑,普通硅酸盐水泥的主要原料为黏土和石灰石
C.可用来生产光导纤维
D.普通玻璃的主要成分为、和
【答案】A
【详解】A.碳纳米管与富勒烯()均为碳元素形成的结构、性质不同的单质,互为同素异形体,A项错误;
B.普通水泥的主要成分为硅酸盐,生产原料为黏土和石灰石,B项正确;
C.是光导纤维的主要成分,故可用来生产光导纤维,C项正确;
D.制玻璃的原料为纯碱、石灰石和,故生成的普通玻璃的主要成分为、和,D项正确;
答案选A。
7.(24-25高一下·陕西安康·期中)历史文物见证了中华民族共同体在发展中的交流、交往、交融。下列关于国宝级文物——莲花形玻璃托盏(呈天蓝色)的说法不正确的是
A.莲花形玻璃托盏的材质属于无机非金属材料
B.制作普通玻璃的原料有纯碱、石灰石和石英砂
C.由玻璃原料到玻璃需经过复杂的物理和化学变化
D.在制玻璃的原料中,添加适量的,可使玻璃呈天蓝色
【答案】D
【详解】A.莲花形玻璃托盏的材质玻璃属于无机非金属材料,A正确;
B.纯碱、石灰石和石英砂是制作普通玻璃的原料,B正确;
C.纯碱、石灰石和石英砂高温下烧制玻璃,经过复杂的物理和化学变化,C正确;
D.是红棕色固体,添加不能使玻璃呈天蓝色,D错误;
故选D。
8.(24-25高一下·河北石家庄·期中)下列说法正确的是
A.玻璃、水泥和碳化硅陶瓷都属于硅酸盐材料 B.计算机芯片的主要成分是二氧化硅
C.硅在自然界主要以游离态形式存在 D.硅酸盐中存在硅氧四面体结构
【答案】D
【详解】A.玻璃和水泥属于硅酸盐材料,但碳化硅陶瓷(SiC)是新型无机非金属材料,不属于硅酸盐材料,A错误;
B.计算机芯片的主要成分是单质硅,而非二氧化硅(二氧化硅用于光纤等),B错误;
C.硅化学性质活泼,在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态形式存在,而非游离态,C错误;
D.硅酸盐的基本结构单元是硅氧四面体(SiO),通过共享氧原子形成不同结构,D正确;
故选D。
9.(24-25高一下·广东阳江第一中学等6校联考·期中)材料在科学技术、国防建设和国民经济等领域发挥重要作用。下列材料中主要成分属于硅酸盐的是
A.宇航服
B.碳化硅陶瓷
C.飞机风挡的有机玻璃
D.浇筑桥梁的水泥
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.宇航服是高分子材料,故A不选;
B.碳化硅陶瓷是新型结构陶瓷,故B不选;
C.有机玻璃是高分子材料,故C不选;
D.水泥是硅酸盐材料,故D选;
答案选D。
10.(24-25高一下·河南驻马店·期中)下列选项中,制造普通玻璃和水泥都需要使用的主要原料是
A.石灰石 B.纯碱 C.石英 D.黏土
【答案】A
【详解】生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂;生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,故制造水泥和普通玻璃都需要的原料是石灰石,故选A。
11.(24-25高一下·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”·期中)2025年央视春晚节目精彩纷呈,好评如潮。下列说法正确的是
A.春晚直播间所选用的高清摄像头镜片的主要成分是单质硅
B.秧歌表演《秧BOT》中机器人使用的碳纳米纤维是一种胶体
C.《星汉耀江城》中的烟花是Fe、Ca、S等元素发生了焰色试验
D.李子柒舞台造型使用的中国牡丹瓷是一种无机非金属材料
【答案】D
【详解】A.高清摄像头镜片需要透光性好的材料,主要成分应为二氧化硅或树脂,而非单质硅,A错误;
B.碳纳米纤维是一种碳基纳米材料,属于固体材料,而非胶体,胶体是一种分散体系(分散质粒子直径在1~100 nm),需有分散剂和分散质,碳纳米纤维本身不具备胶体特性,B错误;
C.焰色试验是金属元素的特征性质,S是非金属元素,不会发生焰色试验;Fe的焰色反应不明显,通常不用在烟花中,C错误;
D.中国牡丹瓷属于陶瓷制品,主要成分为硅酸盐,是一种典型的无机非金属材料,高中化学中,无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等,瓷器符合此定义,D正确;
故选D。
12.(24-25高一下·辽宁县域重点高中联考·期中)化学与生活、科学、技术等密切相关。下列说法不正确的是
A.中国自主研发的首个5G微基站射频芯片的主要材料是二氧化硅
B.从石墨中分离出的石墨烯能导电,石墨烯与碳纳米管、富勒烯都属于碳纳米材料
C.太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网,二者均为无机非金属材料
D.明代“釉里红梅瓶”为陶瓷制品,主要原料是黏土
【答案】A
【详解】A.5G微基站射频芯片的主要材料是硅,而非二氧化硅,A错误;
B.石墨烯、碳纳米管和富勒烯均为碳的同素异形体,属于碳纳米材料,B正确;
C.碳纤维和玻璃纤维均由无机物(碳、二氧化硅等)构成,属于无机非金属材料,C正确;
D.陶瓷制品的主要原料是黏土,经高温烧结而成,D正确;
故选A。
13.(24-25高一下·安徽芜湖·期中)《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,下列说法错误的是
A.晶体硅可用于光伏发电
B.富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D.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
【答案】B
【详解】A.晶体硅太阳能电池具有效率高、寿命长、性能可靠的优点,晶体硅可用于光伏发电,故A正确;
B.富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质,故B错误;
C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料,且有高的抗弯强度,优良的抗氧化性,故C正确;
D.光纤的主要成分是SiO2,还有少量的P2O5与GeO2,故D正确;
故选B。
14.(24-25高一下·广东江门两校联考·期中)化学对整个科技领域的发展起到了强有力的支撑和推动,下列说法正确的是
A.神舟十五号核心舱搭载的柔性太阳能电池板的核心材料是二氧化硅
B.制高温结构陶瓷的氮化硅属于传统无机非金属材料
C.应用于5G手机中的石墨烯导热膜属于新型无机非金属材料
D.碳纳米管的表面积大,具有相当高的强度和优良的绝缘性
【答案】C
【详解】A.柔性太阳能电池板的核心材料是单质硅,A错误;
B.氮化硅属于新型无机非金属材料,B错误;
C.石墨烯导热膜具有优异导热性,属于新型无机非金属材料,C正确;
D.碳纳米管导电性良好,而非绝缘性优良,D错误;
故选C。
15.(24-25高一下·广西宾阳中学等校联体·期中)《厉害了,我的国》展示了中国探索太空,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头、5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。它们都与化学有着密切的联系。下列说法正确的是
A.5G手机搭载的手机芯片主要成分是硅
B.“神舟十六号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是传统无机非金属材料
C.“嫦娥五号”探测器使用的砷化镓太阳能电池板属于金属材料
D.应用于5G手机中的石墨烯导热膜是一种有机高分子材料
【答案】A
【详解】A.单质硅是半导体材料,利用其半导体性能可制成手机芯片,则5G手机搭载的手机芯片主要成分是硅,A正确;
B.高温结构陶瓷一般用碳化硅、 氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成,具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能,属于新型无机非金属材料,B错误;
C.砷化镓是半导体材料,属于无机非金属材料,不属于金属材料,C错误;
D.石墨烯是由碳元素组成的单质,是碳纳米材料,属于新型无机非金属材料,D错误;
故选A。
地 城
考点02
硅及其化合物的性质与制备
16.(24-25高一下·四川绵阳·期中)下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
B.均能进行一步转化
C.陶瓷、石英玻璃、水泥、金刚砂都属于硅酸盐材料
D.用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存NaOH溶液
【答案】A
【详解】A.玻璃是硅酸钠的水溶液,它可以在木材、织物表面形成一层保护膜,具有防腐且不易燃烧的特性,A正确;
B.Si可以与氧气反应生成SiO2;SiO2不能直接转化为H2SiO3,因为二氧化硅不溶于水,不能与水直接反应生成硅酸,需要先与强碱溶液反应生成硅酸盐,再与酸反应才能生成硅酸;H2SiO3可以与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3,B错误;
C.陶瓷、水泥属于硅酸盐材料,而石英玻璃的主要成分是SiO2,不属于硅酸盐材料,金刚砂的主要成分是碳化硅(SiC),也不属于硅酸盐材料,C错误;
D.磨口玻璃塞中的二氧化硅会与氢氧化钠溶液反应生成具有粘性的硅酸钠,会将瓶塞和试剂瓶粘在一起,所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存NaOH溶液,应该用橡皮塞,D错误;
故选A。
17.(24-25高一下·安徽合肥第八中学·期中)以下是用石英砂(主要成分为)制备高纯硅的工艺流程图。下列说法正确的是
A.步骤①中得到粗硅的化学方程式:
B.的电子式为
C.由粗硅制备高纯硅的过程中,循环使用的物质是
D.若混合物分离后,得到、、的物质的量之比为,则理论上需要额外补充
【答案】D
【分析】石英砂中主要成分为SiO2,与碳在高温下反应制得粗硅和CO,粗硅与HCl在300℃反应生成粗SiHCl3,粗SiHCl3中含有少量氢气以及SiCl4,根据二者沸点的不同,采取蒸馏的方法分离,纯SiHCl3在高温的条件下与H2反应生成纯Si和HCl,据此回答。
【详解】A.步骤①中得到粗硅的化学方程式:,故A错误;
B.SiHCl3中存在1个Si-H键、3个Si-Cl键,Cl的最外层满足8电子稳定结构,其电子式为,故B错误;
C.由粗硅制备高纯硅的过程中,循环使用的物质主要有HCl和H2,故C错误;
D.根据SiCl4+H2SiHCl3+HCl,SiHCl3+H2Si+3HCl,1molSiCl4完全转化为Si需要 2molH2,1molSiHCl3完全转化为Si需要1molH2,现有SiCl3、SiHCl3、H2的物质的量之比为1:1:1,则理论上需要额外补充H2到现有量的3倍,故D正确;
故选:D。
18.(24-25高一下·浙江杭州期中)工业上以石英砂()为原料制取单质硅,其中一种工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.①②③均属于置换反应
B.副反应,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为
C.二氧化硅为良好的半导体材料,可用于制造芯片
D.是酸性氧化物,可以与反应生成
【答案】B
【分析】石英砂与碳在高温条件下反应生成粗硅和CO,粗硅与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅,四氯化硅与氢气在高温条件下反应生成纯硅和氯化氢。据此分析。
【详解】A.①③反应属于置换反应,②属于化合反应,A错误;
B.副反应中氧化产物是CO,SiC是还原产物,氧化产物和还原产物的物质的量之比为2:1,B正确;
C.硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,所以晶体硅可以用于制造芯片,而不是二氧化硅,SiO2具有良好的导光性,可用于生产光导纤维,C错误;
D.SiO2是酸性氧化物,但不能与水反应生成H2SiO3,D错误;
答案选B。
19.(24-25高一下·江西上饶·期中)下列叙述正确的是
A.是酸性氧化物,可以用玻璃瓶盛放氢氟酸
B.的水溶液黏结力强,实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用玻璃塞
C.是一种抗氧化剂,能防止食品中的一些成分被氧化
D.是一种无色气体,扩散到大气中会形成酸雨
【答案】C
【详解】A.SiO2是酸性氧化物,但氢氟酸会腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛放,A错误;
B.Na2SiO3溶液黏结力强,碱性溶液会与玻璃中的SiO2反应,试剂瓶应使用橡胶塞,B错误;
C.SO2具有还原性,可作抗氧化剂,防止食品成分被氧化,C正确;
D.NO2是红棕色气体,而非无色,扩散到空气中会形成硝酸型酸雨,D错误;
故选C。
20.(24-25高一下·湖南岳阳·期中)我国成功地发射了“嫦娥一号”探测卫星,对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球的矿产资源极为丰富,仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[(MgFe)2SiO4]等,下列说法或分析不正确的是
A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐
B.斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
C.铁橄榄石(Fe2SiO4)中铁为+2价
D.月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
【答案】D
【详解】A.由辉石、斜长石及橄榄石的化学式知,它们均属于硅酸盐,故A正确;
B.斜长石的化学式为KAlSi3O8,斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2,故B正确;
C.在铁橄榄石中,各元素化合价的代数和为零,O为-2价,Si为+4价,所以Fe的化合价为+2价,故C正确;
D.月球上铁以游离态存在,是因月球缺乏氧气和水(无氧化环境),而非铁的活动性差异,金属活动性为固有属性,与星球无关,故D错误;
故选D。
21.(24-25高一下·湖北武汉重点中学5G联合体·期中)高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。从石英砂(主要成分为)制取高纯硅涉及的主要反应流程如下:
下列说法正确的是
A.制备粗硅的反应方程式为:
B.石英砂的主要成分二氧化硅可分别与氢氧化钠溶液、氢氟酸反应,故它属于两性氧化物
C.反应①②③均为氧化还原反应
D.由粗硅制备高纯硅过程中,只有可以循环使用
【答案】C
【分析】石英砂中主要成分为SiO2,与碳在高温下反应生成粗硅,,粗硅与HCl在300℃以上反应生成SiHCl3,SiHCl3中含有少量氢气以及SiCl4,SiCl4可被氢气还原为SiHCl3,纯SiHCl3在高温的条件下与H2反应生成纯Si,SiHCl3+H2Si+3HCl,据此回答。
【详解】A.根据分析,步骤①中反应的化学方程式为,故A错误;
B.二氧化硅只能与氢氟酸反应,是由于氢氟酸的腐蚀性,但二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,其属于酸性氧化物,故B错误;
C.反应①中碳、硅元素化合价改变;②中硅、氢元素化合价改变,③氢、硅元素化合价改变,均为氧化还原反应,故C正确;
D.在反应②中产生H2,可用于反应③还原SiHCl3制取Si单质,反应③产生的HCl可与粗硅反应制取SiHCl3,因此流程中HCl和H2可以循环利用,故D错误;
故答案选C。
22.(24-25高一下·广东深圳·期中)高纯度晶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”。可以按下列方法制备高纯度晶硅:
已知:SiHCl3室温下为易挥发、易与水反应的无色液体。下列说法不正确的是
A.步骤①的化学方程式为SiO2+2CSi(粗硅)+2CO ↑
B.SiO2既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠溶液反应,所以它是两性氧化物
C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D.过程中涉及的化学反应均为置换反应
【答案】B
【详解】A.步骤①二氧化硅与C在高温条件下反应生成Si和CO,化学方程式为SiO2+2CSi(粗硅)+2CO ↑,A正确;
B.SiO2能与氢氟酸反应生成SiF4和水,不是盐和水,所以它不是两性氧化物,B错误;
C.SiHCl3室温下为易挥发、易与水反应的无色液体,原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C正确;
D.过程中涉及的化学反应均为单质和化合物反应生成新的单质和化合物,均为置换反应,D正确;
故选B。
23.(24-25高一下·山西孝义·期中)华人科学家高锟以及两名美国科学家因在光纤和半导体领域上的开创性研究而获得诺贝尔物理学奖。下列有关硅及其化合物的说法错误的是
①硅是制造光导纤维的材料 ②二氧化硅的熔点比二氧化碳高
③水玻璃可用作黏合剂和防火剂 ④二氧化硅是制取粗硅的原料
⑤石英玻璃、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品
⑥硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在
⑦实验室盛放碱液的试剂瓶应使用橡胶塞,而不用玻璃塞
A.①⑤ B.②③⑥ C.②④⑥⑦ D.①③④⑤⑦
【答案】A
【详解】 ①光导纤维材料是二氧化硅,错误;
②二氧化硅是共价晶体,沸点比分子晶体二氧化碳高,正确;
③水玻璃是硅酸钠水溶液,可用作黏合剂和防火剂,正确;
④二氧化硅是制取粗硅的原料,方程式为:,正确;
⑤石英玻璃和玛瑙的主要成分是,属于氧化物,而非硅酸盐;水泥和瓷器是硅酸盐制品,错误;
⑥硅在自然界主要以硅酸盐和的形式存在,正确;
⑦实验室盛放碱液的试剂瓶应使用橡胶塞,而不用玻璃塞,因为二氧化硅与强碱可以反应,方程式为:,正确;
故选A。
24.(24-25高一下·湖北武汉部分重点中学联考·期中)实验室用还原(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Ⅰ也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨
B.装置Ⅲ中盛装的是冰水
C.实验时,应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗
D.为鉴定装置Ⅳ中制得的硅中是否含微量铁单质,需用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液
【答案】D
【分析】装置Ⅰ为制取装置,装置Ⅱ为干燥装置,装置Ⅲ需水浴加热,目的是使汽化,进入装置Ⅳ与反应;装置Ⅳ为还原制备高纯硅。
【详解】A.氨气易溶于水,无法用稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备,A错误;
B.根据分析,装置Ⅲ需水浴加热,目的是使汽化,B错误;
C.实验时,应先通入氢气,以排出装置内空气,再发生还原制备高纯硅的反应,因此应先打开盛装稀硫酸的分液漏斗,后加热管式炉,C错误;
D.检验是否含有铁单质,实验方案为:加入盐酸将铁转化为氯化亚铁,再加入双氧水氧化为氯化铁,然后用KSCN检验,若变红则证明硅中含微量铁单质,D正确;
答案选D。
25.(24-25高一下·天津经济技术开发区第一中学·期中)下列关于硅酸的叙述,错误的是
A.硅酸是一种很弱的酸
B.硅酸的酸性比碳酸强
C.硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
【答案】B
【详解】A.硅酸是一种不溶于水的二元弱酸,酸性比碳酸弱,故A正确;
B.硅酸钠溶液中通入二氧化碳,可以生成硅酸沉淀,根据强酸制备弱酸的规律,硅酸的酸性比碳酸弱,故B错误;
C.硅酸不稳定,受热分解为二氧化硅和水,故C正确;
D.硅酸的酸性弱于盐酸,根据强酸制备弱酸规律,硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得,故D正确;
故选B。
26.(24-25高一下·河南濮阳·期中)表示下列反应事实的方程式错误的是
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:
B.暴露在空气中的溶液慢慢变质:
C.向溶液中通入足量的
D.向稀溶液中滴加足量溶液:
【答案】B
【详解】A.用氢氟酸刻蚀玻璃,即与氢氟酸反应生成和,反应的化学方程式为:,A正确;
B.暴露在空气中的溶液慢慢变质过程中,亚硫酸氢根离子能被空气中的氧气氧化为硫酸根离子,反应的离子方程式为:,B错误;
C.向 溶液中通入足量 反应生成和,反应的离子方程式为:,C正确;
D.向稀 溶液中滴加足量 反应生成、和,反应的离子方程式为:,D正确;
故选B。
27.(24-25高一下·四川眉山·期中)纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法错误的是
A.步骤Ⅱ的反应是
B.既能与溶液反应,又能与氢氟酸反应,所以是两性氧化物
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用来代替
D.二氧化硅和焦炭反应生成粗硅的化学方程式为
【答案】B
【分析】二氧化硅和NaOH反应生成硅酸钠和水,X为硅酸钠溶液;硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸和硫酸钠;灼烧硅酸,硅酸分解得二氧化硅。
【详解】A.根据分析,步骤Ⅱ的反应是:,A正确;
B.SiO2能和NaOH溶液反应,酸中只能与氢氟酸反应,故SiO2不是两性氧化物,而是酸性氧化物,B错误;
C.碳酸的酸性强于硅酸,故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用来代替,C正确;
D.二氧化硅和焦炭反应生成粗硅和一氧化碳,化学方程式正确,D正确;
故选B。
28.(24-25高一下·安徽池州·期中)材料与生活,生产息息相关,目前使用的材料主要有:金属材料、传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,高分子材料,复合材料等。
(1)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是________(填序号)。
A.高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷
(2)玻璃是重要的建筑和装饰材料,有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中二氧化硅的腐蚀作用而形成的,写出该反应的化学方程式___________。
(3)在“双碳”目标影响下,光伏产业迎来“高光时刻”,高纯硅是光伏发电技术中重要的基础原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示:
①反应Ⅱ的化学方程式为__________。
②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下,除了有不安全因素外,还可能使产品中混有杂质________。
(4)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,例如和田玉可表示为复杂氧化物形式,我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主要矿石有辉石、斜长石和橄榄石等,其中斜长石可写成氧化物形式为:__________。
(5)用海边的石英砂(含氯化钠。氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程如图所示:
①将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是_________。
②在以上流程中,能否将盐酸改为NaOH溶液,请说明理由:________。
【答案】(1)B
(2)
(3)
(4)
(5) 增大反应物之间的接触面积,从而增大反应速率,提高生产效率 不能,因二氧化硅能与NaOH溶液反应
【分析】(3) 将粗硅与HCl反应,转变为SiHCl3,目的是使粗硅转变为沸点较低的含硅物质,以便通过分馏的方法获得高纯度的含硅物质,后续通过H2还原的方法获得高纯硅,氯化氢可参与循环;
(5)用水洗涤石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质),以除去石英砂中的可溶性的NaCl杂质;将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是增大反应物之间的接触面积,从而增大反应速率,提高生产效率;溶解环节,是加盐酸以除去石英砂中的氧化铝杂质,过滤即得目标产物SiO2;
【详解】(1)高温结构陶瓷:用于高温环境(如航天、发动机部件),不适合生物医疗;生物陶瓷具有良好的生物相容性、耐腐蚀性和机械强度,常用于人工骨骼、关节或牙齿等医疗植入材料;导电陶瓷:用于电子器件,无生物相容性要求,故选B。
(2)氢氟酸与普通玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水:。
(3)①反应Ⅱ是氢气和SiHCl3发生氧化还原反应生成硅单质和氯化氢,其化学方程式为:;
②在有氧环境下,生成的硅单质会被氧气氧化成二氧化硅,会导致产品中混有SiO2;
(4)硅酸盐写成氧化物形式时,低价金属氧化物在前,高价金属氧化物在后,若化合价相同,活泼金属氧化物在前,不活泼金属氧化物在后,最后写SiO2,斜长石可写成氧化物形式为;
(5)①将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是增大反应物之间的接触面积,从而增大反应速率,提高生产效率;
②在以上流程中,盐酸与氧化铝反应、二氧化硅不反应,故能除去氧化铝杂质,盐酸不可改为NaOH溶液,因为二氧化硅是酸性氧化物,可以和氢氧化钠反应。
29.(24-25高一下·河北衡水中学·期中)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)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃,该反应的化学方程式为_______。
(2)氮化硅是一种新型陶瓷材料,可通过如下反应制得,请用单线桥表示该反应电子转移的方向与数目_______。
(3)高纯硅用于制作光伏电池,如图是一种生产高纯硅的工艺流程图:
电弧炉中高温生成粗硅,反应的化学方程式为_______。若电弧炉中焦炭过量,还会有生成,石英砂和焦炭生成的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)用溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现的用途是可作_______剂的原料。
(5)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,硅酸盐可以写成氧化物的形式,和田玉可表示为_______。
(6)硅与碳位于同一主族,下列事实能说明碳的非金属性强于硅的是_______。
a.焦炭与二氧化硅高温反应制取粗硅:
b.通入溶液中产生硅酸沉淀:
c.石灰石和石英高温制玻璃:
【答案】(1)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(2)
(3) SiO2+2CSi+2CO↑ 1:2
(4)防火剂
(5)2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
(6)b
【详解】(1)SiO2与HF反应生成SiF4和H2O,方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(2)
反应中,碳元素从0价升高到+2价、氮元素从0价降低到-3价,则按得失电子数守恒,用单线桥表示该反应电子转移的方向与数目为:;
(3)石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅,反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑;氧化剂(SiO2)和还原剂(C)的物质的量之比为1:2;
(4)Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,可用作防火剂;
(5)和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可用CaO、MgO、SiO2、H2O来表示,硅酸盐写成氧化物形式时,低价金属氧化物在前,高价金属氧化物在后,若化合价相同,活泼金属氧化物在前,不活泼金属氧化物在后,最后写SiO2·H2O,故为:2CaO·5MgO·8SiO2·H2O;
(6)a.焦炭与二氧化硅高温反应制取粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑,该反应中C元素化合价上升作还原剂,不能说明碳的非金属性强于硅,a错误;
b.非金属性越强,元素最高价氧化物水化物的酸性越强,CO2通入Na2SiO3溶液中产生硅酸沉淀Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓,说明碳酸的酸性强于硅酸,说明碳的非金属性强于硅,b正确;
c.石灰石和石英高温制玻璃:SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,该反应与元素的非金属性无关,c错误;
故选b。
30.(24-25高一下·吉林通化·期中)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以上,硅单质及其化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯硅烷还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如图:
写出由纯制备高纯硅的化学反应方程式:_______。
(2)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是_______(填序号)。
A.高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷
(3)硅酸部分脱水可制成用作干燥剂的硅胶,硅酸是难溶于水的二元弱酸,写出硅酸与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。
(4)用溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现的用途是可作_______的原料。可通过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_______。
A.瓷坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
(5)许多人喜欢佩戴玉石饰品,玉石的主要成分基本都属于硅酸盐,例如和田玉可表示为复杂氧化物形式,我国成功发射的嫦娥一号探月卫星发现月球上主要矿石有辉石、斜长石和橄榄石等,其中斜长石可写成氧化物形式为:____。
【答案】(1)
(2)B
(3)
(4)防火剂(阻燃剂) D
(5)
【分析】石英砂主要成分为二氧化硅,二氧化硅与焦炭在高温条件下发生反应生成粗硅,粗硅与HCl在574K以上条件下发生反应生成粗品SiHCl3,粗品SiHCl3精馏得到纯品SiHCl3,SiHCl3在高温条件下被氢气还原生成高纯度硅;
【详解】(1)纯SiHCl3与氢气反应生成硅和氯化氢,方程式为;
(2)用于人体器官的陶瓷,应具有良好的生物性能,故选B。
(3)硅酸是二元弱酸与足量氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为;
(4)溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现不易燃烧的性质,可以用作防火剂(阻燃剂)的原料;SiO2和纯碱高温下反应生成和二氧化碳,故含SiO2的材料以及Al2O3的材料都能与碳酸钠高温下发生反应,故要用铁坩埚熔融纯碱,故选D;
(5)硅酸盐写成氧化物形式时,低价金属氧化物在前,高价金属氧化物在后,若化合价相同,活泼金属氧化物在前,不活泼金属氧化物在后,最后写SiO2,故应写成的形式。
试卷第1页,共3页
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