假期作业11 无机非金属材料-【快乐假期】2025-2026学年高一化学暑假作业（全学年）

三0022 天行健，君子以自强不息。 假期作业11无机非金属材料 完成日期： 月 日 〈《思维整合室 C.碳化硅的硬度大、熔点高，可用于制作高 1.材料的分类 温结构陶瓷和轴承 →金属 D.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分 →金属材料 →合金 子的总称，属于新型无机非金属材料 今 传统的无机 →陶瓷 3.下列叙述正确的是 ( 料 无机非 →玻璃 非金属材料 A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化 →金属 →水泥 新型无机 →硅和二氧化硅 材料 +新型陶瓷 →富勒烯 碳，说明硅酸(H2SO3)的酸性比碳酸强 非金属材料 →碳纳米材料 →碳纳米管 B.陶瓷、玻璃、水泥容器都能储存氢氟酸 →石墨烯 C.石灰抹墙、水泥砌墙的硬化原理相同 2.高纯硅的制备 D.玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧 焦炭 HCI 石英砂 1800一2000℃粗硅 00℃SiHC, 1100℃高 化碳 纯硅 4.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和 《技能提升台 硅酸盐约占地壳质量的90%以上。 ◆[知识点1]无机非金属材料 (1)下列物质不属于硅酸盐的是 1.化学与生产生活、科技密切相关，下列说法 (填标号)。 正确的是 ( ) A.陶瓷 B.玻璃 A.5G技术将成为半导体行业的驱动力，半导 C.水泥 D.生石灰 体核心器件芯片的主要成分是二氧化硅 (2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢 B.电动汽车代替燃油汽车是必然趋势，电 氧化钠溶液反应的化学方程式为 动汽车电池工作时正极发生还原反应 ,工艺师常用 (填物质名 C.规范佩戴口罩能有效防止新型冠状病毒肺 称)来雕刻玻璃。 炎感染传播，制作口罩的原料之一聚丙烯 (3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃 的结构简式为七CH2一CH2一CH2m 烧，说明Na2SiO,可用作 D.北京冬奥会运动员穿着的石墨烯运动衣 Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融 具有透气、保温性好等优良性能，石墨烯 反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用 属于有机高分子化合物 的是 (填标号)。 2.近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材 A.普通玻璃坩埚 料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料 B.石英玻璃坩埚 的叙述不正确的是 () C.氧化铝坩埚 A.氨化硅陶瓷是一种新型无机非金属材 D.铁坩埚 料，可用于制造发动机部件，其化学式 (4)工业上常利用反应2C+S0,商温si十 为Si3N4 2CO个制备硅单质，该反应中所含元素化合 B.利用二氧化硅的半导体性能，可以制成 价升高的物质是 (填化学式，下 太阳能电池 同)，氧化剂是 33 火曼快乐假明 0M-= ◆[知识点2]硅及其化合物 A.步骤I中，焦炭作燃料 5.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法 B.步骤Ⅱ是非氧化还原反应 正确的是 ( C.整个流程中只有H2可以循环使用 A.单质硅能与氢氟酸反应，则单质硅也可 D.SiHCI3(沸点为33.0℃)中含有少量的 以与盐酸反应 SiCl4(沸点为67.6℃)，通过蒸馏（或分 B.光导纤维是一种新型无机非金属材料， 馏)可提纯SiHCla 其主要成分为SiO, 9.太阳能电池是通过光电效应或者光化学效 C.通过反应Si0,+2C高温si十2C0个可以 应直接把光能转化成电能的装置。第一代 说明非金属性C>Si 电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅 D.SO,既能与强碱溶液反应，又能与氢氟 制备工艺中涉及的主要物质转化如下： 酸反应，所以SiO2是两性氧化物 石英砂 6.用胶头滴管向用石蜡围成“Spark”凹槽内注 (主要成分 2000℃ 粗硅 HCI 300 SiHCla(g) 人某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的 为SiO2) 字样，则该溶液是 ) H2 某溶液 1100℃ 高纯硅 石蜡 稍后除去石蜡 Spark 下列事实能作为“非金属性C比S强”的证 玻璃 据的是 () A.盐酸 B.氢氟酸 A.1中，C做还原剂，能置换出Si C.烧碱 D.饱和食盐水 B.碳酸的酸性强于硅酸 7.下列有关硅及其化合物的说法中正确的是 C.碳酸的热稳定性弱于硅酸 D.碳化硅(SiC)的结构类似金刚石，硬度大 A.在粗硅的制取中发生反应2C+SiO2 10.氮化硅高温陶瓷材料是现代重要的结构陶 高温2C0个十Si,硅元素被还原，所以碳 瓷，因其具有硬度大、熔点高、化学性质稳 的还原性比硅的还原性弱 定等特点而受到广泛关注。工业上普遍用 B.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶 图所示流程进行生产： 液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 SO粗sH H2高纯 ① C.用SO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢 度硅 1300℃ 氮化硅 ⊙ 陶瓷 氧化钠溶液反应，然后通入CO, CuOINHA玩陵/局纯 度N2 D.由Na,C0,十SiO,高温C0,++Na,SiO, (1)SiO2和C反应除了得到粗硅外，还有 可知，硅酸的酸性强于碳酸的酸性 可能得到一种硬度也很大的物质，是生成 8.制造硅半导体材料首先要制备纯硅，工业上 粗硅还是生成该物质主要是由 决 常用石英砂（主要成分：SiO2)按照如下流程 定的。 来制备纯硅。下列说法正确的是 ( (2)反应①的条件是 石英砂 102建CSF 过量焦炭 过量H 300℃ 1100℃ 纯硅 (3)写出反应②的化学方程式： 步骤I 步骤Ⅱ 步骤Ⅲ 34 三022 (4)A中可能的杂质有 试回答下列问题。 (5)现在用四氯化硅、氮气、氢气在稀有气 (1)装置I中滴加盐酸后，产生的现象是 体保护下加强热，得到纯度较高的氮化硅， ;装置Ⅱ的作用 其反应的化学方程式为 是 ,其中 可能发生反应的离子方程式是 ◆[知识点3]碳及其化合物 11.将过量的CO2分别通人：①CaCl2溶液、 ②浓Na2SiO,溶液、③Ca(OH),溶液、④ (2)装置Ⅲ中的现象是 ,反应的化 饱和Na,CO,溶液。最终溶液中有白色沉 学方程式是 淀析出的是 A.①②③④ B.②④ (3)该实验的实验结论是 C.①②③ D.②③ 《益智欢乐谷 12.（备选双选)华为公 水晶、玛瑙为什么绚丽多彩 司中央研究院瓦特 实验室在日本世界 电池大会上推出世 界首个石墨烯锂离子电池。石墨烯可看作 是石墨的层状结构一层一层地剥开得到的 水晶、玛瑙一向以它们的绚丽多彩而博得 单层碳原子，它既是最薄的材料，也是最强 人们的喜爱，它们为什么会如此多彩呢？通过 韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高出 化学分析和光谱鉴定发现，使其五彩缤纷的是 百倍，同时表现出良好的导电性能（如图）。 某些金属元素。由于它们所含的金属量有多 下列关于石墨烯的说法正确的是 ( 有少，而且有的只含有一种金属元素，有的则 A.石墨烯是一种新型的纳米化合物 含有几种金属元素，因此颜色也就各不相同。 B.石墨烯与C6互为同素异形体 如翡翠中含有铬元素，朱丹色的红玛瑙里含有 铁元素。这些藏在宝石内部的金属，吸收了光 C.石墨烯的结构中部分原子可能处于同 线里的一部分色光，把其余的色光反射出来， 一平面内 所以，太阳光谱的所有颜色都在各种宝石的身 D.石墨制取石墨烯的过程是化合反应 上互相替换着。 13.某同学为验证盐酸、碳酸和硅酸的酸性强 还有些水晶、玛瑙看起来非常漂亮，有的 弱，用如图所示装置进行实验： 却是经过人工染色的。宝石染色的方法有时 盐酸 还很别致。今天，随着科学技术的不断发展， 人们又邀请了镭射线和紫外线来参加宝石的 Na,CO Na,Si03溶液 染色工作。并且，宝石已不只是充当装饰品， 饱和NaHCO,溶液 而更多的作为钟表和精密仪表的轴承材料。 35化曼快乐假明 (2)装置A中盛装浓氨水的仪器名称为分液漏斗；橡皮管a 的作用是平衡气压，使氨水能顺利滴下； (3)E的作用是吸收氨气，导管要长的原因是防止E中浓硫 酸倒吸进入装置D,影响测定结果； (4)G读数换算成标准状况下的气体体积为VL,即n(N2) V 272 =22.4mol,称得千燥管D增重mg,则n(H,0)=18mol, 则氨分子中氨、氢的原子个数比=氨、氢的物质的量之比= 2V 224mol:然mol=9V:1山.2m;若不用E,则有氯气溶于 F,为维持压强，部分氮气无法进入F,所测得氨气体积偏 小，氨、氢的原子个数比偏小。 答案：(1)打开K,滴加浓氨水，再打开K22NH3+3CuO △N2+3H,0+3Cu (2)分液漏斗平衡气压，使氨水能顺利滴下 (3)防止E中浓硫酸倒吸进入装置D,影响测定结果 (4)9V:11.2m 偏小 假期作业11 1.B[A.半导体核心器件芯片的主要成分是硅，A错误；B.电 动汽车电池工作时正极发生还原反应，B正确；C.聚丙烯的 结构简式为十CH一Cn,C错误；D.石墨烯属于无机非 CH 属材料，D错误。] 2.B[A.氩化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制 造发动机部件，其化学式为S1N4,A正确；B.利用硅的半导 体性能，可以制成太阳能电池，B错误：C.碳化硅硬度大、熔 点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，C正确；D.富勃烯 是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非 金属材料，D正确。] 3.D[B.陶瓷、玻璃、水泥溶器所含材质物质中都含有SO2, 能与氢氟酸反应；C.石灰硬化的原理是Ca(OH)2与CO2反 应生成CaCO3,而水泥硬化过程中发生复杂的物理变化和 化学变化。门 4.解析：(1)生石灰是CaO,为碱性氧化物且不含Si,不属于硅 酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+ 2NaOH一Na2SiO3十H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因 此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称 “水玻璃”且有阻燃的功能，因此可用作防火剂，SiO2和 Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2,故含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。(4)该反应 中C被氧化，SiO2中十4价的硅被还原，因此SiO2作氧 化剂。 答案：(1)D(2)SiO2+2Na0H一Na2SiO3+H2O氢氟 酸(3)防火剂D(4)CSiO2 5.B[单质硅能与氢氟酸反应，具有亲氟性，但不能与盐酸反 应，故A错误；二氧化硅具有导光性，是光导纤维的主要成 分，故B正确；该反应的发生是因为生成气体CO,气体从体 系中逸出，促进了反应的进行，不能说明非金属性C>S,故 C错误；SO2与氢氟酸反应，体现硅元素的亲氟性，而非碱 性氧化物的性质，故D错误。] 6.B[能腐蚀玻璃的是氢氟酸，反应的化学方程式为SiO2十4HF =SiF4↑+2H2O。] 7.C[A.在反应2C十SiO2 高温2C0个+Si中Si元素的化合 价由十4降到0，S○2为氧化剂，被还原，Si为还原产物，C 元素的化合价由0升到十2，C为还原剂，还原剂的还原性大 于还原产物的还原性，所以碳的还原性比硅的还原性强， A错误；B.因为Na2SiO3溶液是一种黏合剂，所以不能用带 磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液，B错误；C.SiO2不 能直接与水反应，所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO。 (或盐酸)反应：Na2SiO3+CO2(少)+H2O一Na2CO3+ H2 SiO(或Na2SiO3+2HCl-2NaCl+H2SiO3Y),C正 确；D.反应Na2CO3+SiO2 ,高温C0,个+Na,SiO,能在高温 下进行，主要是因为产物中有气体生成，气体从反应体系中 逸出，有利于反应的进行，与酸性无关，D错误。] 9 00M= 8.D[步骤I中，SiO2与焦炭反应生成Si和CO,焦炭作还原 剂，A错误；步骤Ⅱ中Si与HC1在300℃下反应生成 SiHCI?,属于氧化还原反应，B错误：整个流程中H2和HC1 都可循环利用，C错误；SiHCI3和SiCl4的沸点相差较大，可 采用蒸馏的方法提纯SiHCI,,D正确。] 9.B[A.1中C在高温下还原二氧化硅为硅单质，同时生成 一氧化碳逸出使得反应能够进行，不能说明“非金属性C比 Si强”，A错误；B.非金属性越强，其最高价氧化物对应的水 化物的酸性越强，碳酸的酸性强于硅酸，能说明“非金属性C 比Si强”，B正确；C.非金属性越强，其简单氢化物稳定性越 强；而碳酸的热稳定性弱于硅酸，不能说明“非金属性C比 Si强”，C错误；D.碳化硅(SiC)的结构类似金刚石，硬度大， 与晶体类型有关，不能说明“非金属性C比Si强”，D错误。] 10.解析：(1)SiO2与C在高温下反应，会因C的用量不同而使 产物不同：Si0,+2C高温si+2C0个或S0,十3C 高温SiC +2CO个。(2)反应①的条件是高温和隔绝空气。(3)反应 ②中CuO与NH?反应生成A,A经浓硫酸千燥得到高纯 度N2,据此推测②中NH,被氧化为N2,则CuO被还原为 Cu,结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：3CuO +2NH,△3Cu+N,+3H,0。(4)A中可能的杂质有 NH3和H2O。(5)用SiCl,、N2、H2在稀有气体保护下加强 热，得到纯度较高的SN,结合得失电子守恒和原子守恒 高 写出化学方程式：3SiCl4十2N2十6H2 =Si3N4+12HCl。 答案：(1)C的用量(2)高温和隔绝空气 (3)3CuO+2NH △3Cu+N2+3H20 (4)NH3和H2O (5)3SiCl4+2N2+6H2 商温si,N,+12HCL 11.B[根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应， 无明显现象；过量的CO,通入浓Na2SiO,溶液中有白色沉 淀HSiO3生成；CO,通入Ca(OH),溶液至过量会发生反 应Ca(OH)2+CO2 -CaCOs+H2O,CaCO+H2O+ CO2=Ca(HCO3)2,最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过 量CO2通入饱和Na,CO3溶液中Na2CO3+H2O+CO2 一2 NaHCO,,生成的NaHCO,质量增加，水被消耗且 溶解度比Na2CO,溶解度小而有结晶析出。] 12.BC[A.石墨烯是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故 错误；B.石墨烯与C60是由碳元素组成的不同的单质，互为 同素异形体，故正确；C.石墨烯可看作是石墨的层状结构一层 一层地剥开得到的单层碳原子，所以石墨烯的结构中部分碳 原子处于同一平面，故正确；D.石墨制成石墨烯，反应物与生 成物均是一种，所以不属于化合反应，故错误。 13.解析：(1)碳酸钠和盐酸反应生成氯化纳、水和二氧化碳，现 象为固体溶解并有气泡产生；装置Ⅱ的作用是吸收CO2中 混有的HC】气体，反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的 离子方程式为HCO+H一H,O+CO2↑。(2)二氧化 碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸，现象为有白色胶状沉淀生 成，反应的化学方程式为Na2SiO3十CO2十H2O一 Na2CO3十H2SiO3Y。(3)根据强酸制取弱酸的规律可以 得出酸性强弱顺序为盐酸>碳酸>硅酸 答案：(1)固体溶解并有气泡产生吸收CO2中混有的 HCI气体HCO+H —H2O+CO2个 (2)有白色胶状沉淀生成Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3十H2SiO3↓(3)酸性：盐酸>碳酸>硅酸 假期作业12 1.D[过程I,H2和O2中的化学键断裂吸收能量，属于吸热 过程，A正确；过程Ⅲ，形成水分子中化学键的过程释放能量， 属于放热过程，B正确；H2和O2反应生成HO,所有旧化学键 都断裂，且形成了新化学键，C正确；该反应中的能量转化形式 有化学能转化为化学能、化学能转化为热能等，D错误。] 2.D[A.铁、碳与氯化铁溶液组成原电池，铁极失去电子发生 氧化反应，A正确；B.铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中， 银极得电子为正极，Cu+和电子均向正极移动，B正确； C.由图知反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热 反应，盐酸与氢氧化钠反应为放热反应，其能量变化可用上 图简单表示，C正确；D.2H,十0，点燃2H,0的能量变化如