第三讲 无机非金属材料 讲义-2025-2026学年高一下学期考点深挖培优练（人教版必修二）

第3讲　无机非金属材料 第3讲　无机非金属材料 1 学习目标 2 一、基础学习目标 2 二、培优提升目标 2 核心知识梳理 4 一、 硅及无机非金属材料 4 易错警示 5 易错警示一：工业制取纯硅 5 典例精讲 8 一 传统硅酸盐材料 8 分层训练 11 基础夯实 11 能力培优 20 难点突破 32 学习目标 一、基础学习目标 1. 知晓硅元素在地壳中的含量、存在形态，认识硅原子结构，理解硅单质的物理性质、晶体结构，掌握硅与氧气、强碱的化学反应，记住高纯硅的用途。 2. 掌握二氧化硅的晶体结构、物理性质；区分二氧化硅与二氧化碳结构、性质差异，熟记二氧化硅与强碱、氢氟酸的反应方程式，了解光导纤维的原料与用途。 3. 了解硅酸的制备方法、弱酸特性，认识硅酸盐的组成表示方式，掌握硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）的原料、生产设备、核心成分与简单生产流程。 4. 认识新型无机非金属材料，了解氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷，以及压电材料、光导纤维的功能与应用场景。 5. 结合生活实例区分金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料三大材料类别，建立材料分类基础认知。 二、培优提升目标 1. 从晶体结构角度对比晶体硅、二氧化硅、干冰的微粒构成、作用力、熔沸点差异，解释物质性质区别，规避结构类易混错题。 2. 梳理硅及其化合物转化关系，熟练书写硅、二氧化硅、硅酸盐之间的转化方程式，解决硅元素无机框图推断题。 3. 深度辨析二氧化硅与酸、碱反应的特殊规律，分析盛放碱液、氢氟酸的试剂瓶选择问题，掌握相关实验简答答题模板。 4. 掌握硅酸盐氧化物改写技巧，利用氧化物形式快速分析硅酸盐元素配比，完成相关定量计算。 5. 对比传统硅酸盐材料的原料、反应原理、产品特性，能够根据使用场景选择合适硅酸盐产品。 6. 结合工业制高纯硅工艺流程，分析分步反应、除杂原理，提取陌生化工信息，解决工业流程简答与计算类培优题型。 7. 整合金属、有机、无机三类材料核心特点，辨析信息型材料判断题，结合科技前沿新材料情境完成综合分析。 核心知识梳理 1、 硅及无机非金属材料 1．硅单质 2．二氧化硅 3．硅酸 4．硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐组成的表示方法： 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成： ①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 ②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 5．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 ①常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 ②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 易错警示 易错警示一：工业制取纯硅 1.工业上可用以下流程制取高纯硅，完成各步反应的化学方程式： 反应①：______________________________________________________________________； 反应②：______________________________________________________________________； 反应③：______________________________________________________________________。 答案　SiO2＋2CSi＋2CO↑ Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si＋4HCl (2)能否依据反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？ 答案　不能。强酸＋弱酸盐===强酸盐＋弱酸，该规律仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反应是在高温且熔融态下进行的，只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因——CO2为气体，能及时分离出反应体系，使化学反应向右进行。 2．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：__________________________________ ______________________________________________________________________________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该反应的化学方程式：____________________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是________________________________。 (2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料中查阅到下列信息： Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应； Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4； Ⅲ.SiH4在空气中自燃。 他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。 ①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是____________________________________________。 ②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是__________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl ②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl　高温条件下，H2遇O2发生爆炸 (2)①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si ②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O 解析　(2)类似于镁和二氧化碳的反应，可生成单质硅和氧化镁；在高温条件下，硅还能继续与活泼金属镁化合，产生爆鸣声和火花，说明生成气体，应为SiH4。 典例精讲 一 传统硅酸盐材料 例.下列关于某博物院使用材料相关说法正确的是 A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2 B．墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品 C．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于硅酸盐制品 D．展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸 【答案】B 【解析】A．钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和SiO2，故A错误； B．砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，故B正确； C．后(司)母戊鼎是青铜器，属于铜合金制品，故C错误； D．铜绿是碱式碳酸铜，该物质可与盐酸反应生成氯化铜而溶解，故D错误； 答案选B。 必备知识 1．无机非金属材料 2．硅酸盐材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥等。 3．在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 (1)常见的硅酸盐——Na2SiO3 ①硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称水玻璃。 ②硅酸钠在空气中放置易与空气中CO2反应而变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③硅酸钠是制备黏合剂和木材防火剂等的原料。 (2)硅酸盐氧化物形式的书写 硅酸盐由于组成比较复杂，通常用氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： ①顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物之间以“·”隔开。 ②原则：各元素原子总个数比符合原来的组成，若出现分数应化为整数。 例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。 ③各元素的化合价不能改变。 4．下列硅酸盐材料的主要原料分别是： 陶瓷：黏土；玻璃：纯碱、石灰石、石英砂；水泥：黏土和石灰石。 5.硅酸(H2SiO3)的性质 难溶于水的弱酸(比H2CO3酸性弱)，不稳定，受热分解为水和二氧化硅。 二 新型无机非金属材料 例.材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是 A．太阳能电池板广泛应用在航天器上，其材料是晶体硅 B．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸盐材料 C．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅 D．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料 【答案】A 【解析】A．晶体硅是良好的半导体材料，常用于制作太阳能电池板，故A正确； B．石墨烯是碳元素形成的单质，属于新型无机非金属材料，不是硅酸盐材料，故B错误； C．计算机芯片的材料是硅，不是二氧化硅，故C错误； D．特种镁合金是性能优良的金属材料，不属于新型无机非金属材料，故D错误； 故选A。 必备知识 1.硅 (1)硅元素在周期表中的位置为第三周期、第ⅣA族，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料，高纯硅可用于生产计算机芯片和硅太阳能电池。 (2)高纯硅的制备原理 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑； ②Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 2．硅单质的化学性质 (1)常温下：①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4； ②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (2)加热或高温条件下：①与O2反应：Si＋O2SiO2； ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4； ③与C反应：Si＋CSiC。 3.二氧化硅 （1）存在 SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO2。 （2）SiO2的结构和物理性质 SiO2中Si原子和O原子形成空间网状结构，故不存在单个的SiO2分子。SiO2的空间网状结构决定了其具有熔点高、硬度大、难溶于水等特点。 （3）SiO2的化学性质 4．新型陶瓷 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在组成上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC) 碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，硬度很大，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 (3)新型陶瓷种类：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 5．碳纳米材料 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是C60。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，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，具有很高的强度。 分层训练 基础夯实 1．关于物质的用途，下列说法正确的是(   ) A.纯碱可用于抗酸的胃药 B.二氧化硅可用于太阳能电池板 C.过氧化钠可加入运输鱼苗的水中供氧 D.可用于自来水的杀菌消毒 答案：D 解析：A.纯碱是碳酸钠，其溶液碱性较强，腐蚀性较强，抗酸的胃药可用碳酸氢钠和氢氧化铝，A错误； B.二氧化硅具有导光性，可用于光导纤维，用于太能电池板的是晶体硅，B错误； C.少量过氧化钙可加入运输鱼苗的水中供氧，C错误； D.具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，D正确； 故选D。 2．我国目前面临着高端芯片制造的“卡脖子”问题，芯片的主要成分是高纯(   ) A. B. C.Si D.SiC 答案：C 解析：A.是光导纤维的主要成分，不是芯片的主要原料，A错误； B.是水玻璃的主要成分，常用作防火剂、黏合剂，不是芯片的主要原料，B错误； C.高纯硅是良好的半导体材料，是制造芯片的主要成分，C正确； D.SiC（俗称金刚砂）属于耐高温、耐磨材料，不是芯片的主要原料，D错误； 故答案选C。 3．世界著名的科学史学家李约瑟博士考证——中国在距今至少3000年以前，就已经使用玻璃了。下列有关普通玻璃的说法错误的是(      ) A.制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂 B.玻璃有固定的熔点 C.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D.玻璃可用于生产光学仪器、建筑材料等 答案：B 解析： 产品 主要原料 主要成分 陶瓷 黏土 —— 普通玻璃 纯碱、石灰石和石英砂 、、 水泥 黏土、石灰石 硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙 由上表可知，A、C项正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B项错误。 4．《天工开物》中记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之……。凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火……。浇水转渤[音右]与造砖同法。”下列说法错误的是(      ) A.“粘土”的主要成分为硅酸盐 B.“燃薪举火”仅使粘土发生复杂的物理变化 C.硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分 D.“粘土”是制作砖瓦等的主要原料 答案：B 解析：“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理、化学变化，B项错误。 5．美国于2025年4月2号对我国加征34%的关税，但对部分中国产品如：电脑、手机豁免关税。电脑、手机中含有的芯片中的主要成分为(   ) A.O B.Si C. D.Fe 答案：B 解析：略 6．福建制造遍布五洲，制造出一批领跑全球的新材料、新产品。下列说法错误的是(   ) A.福安的不锈钢属于合金制品 B.福清汽车玻璃中的属于两性氧化物 C.德化烧造的陶瓷是无机非金属材料 D.长乐纺织厂生产的化纤属于有机高分子 答案：B 解析：属于酸性氧化物，B项错误。 7．2025央视春晚，人机共舞《秧BOT》舞出秧歌的独特韵味。下列叙述正确的是(      ) A.机器人智能AI芯片所用半导体材料为硅单质 B.机器人手臂采用的碳纤维属于传统无机非金属材料 C.机器人外壳采用的镁铝合金的硬度比铝的小 D.机器人的仿生电子皮肤由石墨烯-水凝胶复合材料制成，其中石墨烯是一种新型化合物 答案：A 解析：Si为半导体材料，常用于制作芯片，A项正确；碳纤维属于新型无机非金属材料，B项错误；一般情况下合金的硬度高于其各成分金属，故镁铝合金的硬度比铝的大，C项错误；石墨烯是单质，D项错误。 8．杭州亚运会展示了我国科技力量。下列说法错误的是(   ) A.会场使用的5G通信光纤的主要材料是Si B.场馆能源来自风能和太阳能，二者都属于可再生能源 C.竞赛自行车车架采用碳纤维材料，它是一种无机非金属材料 D.体育场馆形状类似“莲花碗”，采用的异形钢材料韧性比生铁强 答案：A 解析：A.通信光纤的主要材料是，故A错误； B.风能和太阳能都属于可再生能源，故B正确； C.碳纤维材料属于无机非金属材料，故C正确； D.生铁较脆，异形钢材料韧性比生铁强，故D正确； 故选A。 9．材料的应用与人类生活息息相关，下列有关叙述正确的是(   ) A.麒麟芯片以二氧化硅为主要材料 B.石墨烯和碳纳米管互为同位素 C.碳化硅是一种耐高温、硬度大的新型陶瓷 D.新能源汽车所使用的锂离子电池属于一次电池 答案：C 解析：芯片的主要成分为单质硅，A错误；石墨烯和碳纳米管为碳元素的同素异形体，B错误；碳化硅是一种耐高温，硬度大的新型陶瓷，C正确；锂离子电池在充电时其电池反应可逆向进行，属于二次电池，D错误。 10．2023年，我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是(   ) A.打造北斗卫星系统——与星载铷钟所用的物理性质不同 B.实施海底封存——液化时，其共价键被破坏 C.开启航运氢能时代——氢氧燃料电池工作时可将热能转化为电能 D.突破量子通信技术——作为传输介质的光纤，其主要成分为晶体硅 答案：A 解析：A.和的质子数相同、中子数不同，互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质不同，故A正确； B.二氧化碳是分子晶体，所以二氧化碳液化时，只改变分子间的分子间作用力，不破坏分子内的共价键，故B错误； C.氢氧燃料电池工作时可将化学能转化为电能，故C错误； D.光纤的主要成分是二氧化硅，不是硅，故D错误； 故选A。 11．下列物质的名称与化学式对应关系正确的是( ) A.乙炔： B.金刚砂： C.胆矾： D.石英： 答案：D 解析：A.乙炔的化学式为，A错误； B.金刚砂即碳化硅，化学式为SiC，B错误； C.胆矾化学式为，C错误； D.石英主要成分，化学式为，D正确； 故选D。 12．神舟十八号载人飞船成功发射，展现了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述不正确的是(   ) A.飞船使用的隔热层属于新型无机非金属材料 B.为空间站提供能量的砷化镓太阳能电池材料也可用代替 C.电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，可加入些冰晶石来缩短加热时间 D.火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，可提高火箭的射程及运载能力 答案：B 解析：A.氮化硅陶瓷属于无机物，是新型无机非金属材料，A正确； B.砷化镓用作太阳能电池板，具有半导体的性质，没有半导体性质，不可以用代替，B错误； C.电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，因氧化铝熔点高，可加入些冰晶石降低熔点来缩短加热时间，C正确； D.火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，耐高温，质量轻，可提高火箭的射程及运载能力，D正确； 故选B。 13．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列叙述正确的是( ) A.普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和二氧化硅 B.“光化学烟雾”与二氧化碳和氮氧化合物的大量排放有关 C.明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同 D.C、S分别在空气中燃烧均可得到两种不同的氧化物 答案：A 解析：A.制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和二氧化硅，玻璃的主要成分是，正确； B.氮氧化物和碳氢化合物可造成“光化学烟雾”，错误； C.明砜净水的原理是水解生成胶体,胶体具有吸附性,可以吸附悬浮性杂质,漂白粉中含有,具有强氧化性,可以杀菌消毒,二者作用原理不同,错误； D.C在空气中燃烧可得到两种氧化物:在空气中燃烧只能得到一种氧化物,错误。故选A。 14．下列说法不正确的是( ) A.航天器使用的太阳能电池板的主要成分是二氧化硅 B.硬化油不易被空气氧化变质，可作为制造肥皂和人造油的原料 C.苯甲酸可以用于合成香料、药物等，其钠盐也是常用的食品防腐剂 D.“绿色化学”的核心思想是从源头上减少或消除污染 答案：A 解析：太阳能电池板的主要成分是硅，A错误；硬化油是饱和高级脂肪酸甘油酯，不易被空气氧化变质，可作为制造肥皂和人造油的原料，B正确；苯甲酸可以用于合成香料、药物等，苯甲酸钠是常用的食品防腐剂，C正确；“绿色化学”的核心内容之一是源头上控制污染物的产生，从源头上减少或消除污染，D正确。 15．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）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于传统硅酸盐产品的是____________（填写序号）。 ①光导纤维 ②水泥 ③玻璃 ④陶瓷 （2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于______________________（填“纯净物”或“混合物”）。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式______________________。 （3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的______________________反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为______________________。 答案：（1）① （2）混合物； （3）化合； 解析：（1）硅酸盐产品是指利用含硅物质制成的，如水泥、玻璃、陶瓷，是三大硅酸盐产品，而光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，所以答案选①。 （2）玻璃的成分有硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，所以玻璃属于混合物；氢氟酸用于雕饰玻璃，是因为氢氟酸与二氧化硅反应，化学方程式为。 （3）采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，Si与氮气反应生成氮化硅，所以该反应是化合反应；氮化硅中硅元素的化合价为+4价，N元素的化合价是-3价，根据化合物中正负化合价代数和为0的原则，所以氮化硅的化学式为。 16．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。请回答下列问题： （1）必须采取合理措施的才能防止金属的腐蚀。在船身水线下镶嵌一定数量的________________（填“锌块”或“铜块”）可以有效保护船身。 （2）玻璃和水泥是司空见惯的无机非金属材料。制造玻璃和水泥有一种相同的原料，这种原料________________（填“石灰石”或“黏土”）。 （3）玻璃钢是由玻璃纤维与合成树脂制成的一种材料，在性能上可以取长补短，这种材料叫做________________（填“合成材料”或“复合材料”）。 （4）某些废弃的塑料通过分类、清洗、再加热熔融，可以被重新加工，制成新的产品，这类塑料属于________________ (填“热塑性”或“热固性”)塑料。 （5）鉴别织物成分是真蚕丝还是尼龙布有多种方法，请你根据所学知识，说出一种简便可行的方法：________________________。 答案：（1）锌块 （2）石灰石 （3）复合材料 （4）热塑性 （5）灼烧，有烧毛味的为真蚕丝，迅速软化卷曲且灰烬不易破碎的为尼龙布 解析：（1）锌和铁构成的原电池中，锌为负极，失去电子，铁为正极，被保护。轮船船身的材质是铁，在船身水线下镶嵌一定数量的锌块可以有效保护船身。若将锌改为铜，则铁作负极，被腐蚀，不能起到保护船身的作用。 （2）制造玻璃的原料有石灰石、纯碱和石英，制造水泥的原料主要是黏士和石灰石，所以制造玻璃和水泥共同的原料是石灰石。 （3）复合材料是将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。玻璃钢是由玻璃纤维与合成树脂制成的一种材料，在性能上可以取长补短，玻璃钢属于复合材料。 （4）塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料是能反复加热软化和冷却变硬的塑料，它可以再回收利用，热固性塑料是在一定温度下，经过一定的时间加热或加入固化剂后，即可固化，固化后的塑料，质地坚硬而不能溶于溶剂中，也不能用加热的方法使之再软化。所以可以再加热熔融，能被重新加工，制成新的产品，这类塑料属于热塑性塑料。 （5）蚕丝的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，可以用灼烧的方法鉴别织物成分是真蚕丝还是尼龙布，具体方法是：取一小块布料，灼烧，有烧烧焦羽毛气味的为真蚕丝，迅速软化卷曲且灰烬不易破碎的为尼龙布。 17．玻璃与人们的生产生活密切相关,玻璃制品随处可见。 1.一般住宅的玻璃窗是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是____________________、____________________、__________,将原料粉碎后放入玻璃窑中在高温条件下发生反应即可制得玻璃,则普通玻璃的主要成分是____________________、____________________、____________________。 2.某玻璃用三种氧化物的组合形式表示组成时,其中的质量之比为31:28:180,则此玻璃的组成为__________(填序号)。 A.   B. C.   D. 3.我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为制造玻璃的原料中混有。若在原料中加入下列物质,则可制得各种不同玻璃。 A.氧化亚铜()   B.氧化钴() C.氧化铅(PbO)   D.硼砂() ①制造化学仪器的玻璃需加入的物质可能是__________(填序号,下同)。 ②制造光学仪器的玻璃需加入的物质可能是____________________。 ③制造蓝色玻璃需加入的物质可能是____________________。 ④制造红色玻璃需加入的物质可能是____________________。 答案：1.纯碱; 石灰石; 石英 2.B;3.D;C;B;A 解析：1.区别普通玻璃的主要制造原料和主要成分的关键是掌握生产普通玻璃的反应方程式:, 2.。 3.原料中加有硼砂的玻璃能耐酸碱腐蚀;光学玻璃中常加有PbO;为红色;为蓝色。 18．已知A是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物。根据下图转化关系，回答下列问题。 1.A的用途：________(任写一种)，B是________，D是________。 2.写出下列反应的化学方程式： ①______________________________________ ④____________________________________________________________________________ 3.写出下列反应的离子方程式： ②______________________________________ ③______________________________________ ⑤______________________________________ 答案：1.制光导纤维;Na2SiO3;H2SiO3 2.①Na2CO3＋SiO2=Na2SiO3＋CO2 ④H2SiO3=H2O＋SiO2 3.②CO2＋H2O＋= ＋H2SiO3(或2CO2＋2H2O＋=2＋H2SiO3↓) ③SiO2＋2OH－=＋H2O ⑤＋2H＋=H2SiO3 解析：略 能力培优 1．氮化铝（AlN）陶瓷具有耐腐蚀、耐高温的优点。一种制备氮化铝的方法为将氧化铝高能球磨至纳米级，然后与炭粉混合后通入氮气，高温下发生反应：。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(      ) A.AlN为新型无机非金属材料 B.上述反应中C的还原性大于 C.反应中每生成4.1 g AlN，转移电子数为0.6 D.纳米级粉末分散在空气中能形成气溶胶 答案：C 解析：氮化铝属于新型无机非金属材料，A项正确；结合上述分析知C的还原性大于，B项正确；根据上述分析可知，生成2 mol AlN时，转移6 mol ，每生成4.1 g AlN（0.1 mol）转移电子数应为0.3，C项错误；纳米级粉末分散在空气中，分散质粒子直径在纳米级，分散剂是空气，所以形成的是气溶胶，D项正确。 2．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(      ) A. B. C. D. 答案：C 解析：S与反应只能生成，A项不能实现；与在高温、高压和催化剂的作用下生成，但在催化剂及加热条件下与反应，只能生成NO，B项不能实现；高温分解生成CaO，CaO与在高温时反应生成，C项能实现；不能与盐酸反应，D项不能实现。 3．下列关于和的叙述中不正确的是( ) A.都是共价化合物 B.可用于制造光导纤维,干冰可用于人工降雨 C.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应 D.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 答案：D 解析：A.和均由共价键结合而成的化合物,则均属于共价化合物,故A正确; B.可用于制造光导纤维,干冰可用于人工降雨,故B正确; C.和均能与强碱反应生成盐和水,即和属于酸性氧化物,故C正确; D.不能溶于水,故D错误; 故选D。 4．制造机器人所使用的芯片的主要成分为(      ) A.合金 B.二氧化硅 C.硅 D.石墨 答案：C 解析：制造机器人所使用的芯片的主要成分为硅。 5．《天工开物》中记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法错误的是(      ) A.“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理和化学变化 B.沙子和黏土的主要成分为硅酸盐 C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦，原因是转化为其他的铁的氧化物 D.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 答案：B 解析：黏土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理和化学变化，A项正确；沙子的主要成分为，是氧化物，不属于硅酸盐，B项错误；黏土中含有一定量的Fe元素，泥坯烧制后自然冷却成红瓦（含），浇水冷却时C与水反应产生和CO，从而将三价铁还原为二价铁，形成青瓦，C项正确；黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D项正确。 6．化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是( ) A.“鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞，其所用燃料航空煤油是石油分馏产品 B.“墨子号”卫星成功发射，实现了光纤量子通信，生产光纤的主要原料是二氧化硅 C.电阻率低、热导率高的石墨烯可用于制作超级导电材料 D.是制造智能磁性材料的原料之一，属于合金 答案：D 解析：A.石油分馏得到煤油等物质，航空煤油通过石油分馏得到，A项正确； B.二氧化硅具有良好导光性，是生产光纤的原料，B项正确； C.电阻率低、热导率高的石墨烯可用于制作超级导电材料，C项正确； D.属于复合氧化物，不属于合金，D项错误； 故D项符合题意。 7．生产、生活中常涉及化学知识，下列说法正确的是(   ) A.“钡餐”中使用的硫酸钡属于弱电解质 B.熔点高，可用于制作耐火材料，是一种新型无机非金属材料 C.航天飞船上用于燃气管路隔热层的纳米二氧化硅是胶体 D.酚醛树脂由苯酚和甲醛通过加聚反应得到的，可用做电工材料 答案：B 解析：A.硫酸钡属于强电解质，A错误； B.陶瓷熔点高，属于新型无机非金属材料，可用于制作耐火材料，，B正确； C.胶体是一种分散系，纳米二氧化硅是纯净物，所以纳米二氧化硅不是胶体，C错误； D.酚醛树脂由苯酚和甲醛通过缩聚反应得到的，可用做电工材料，D错误； 故选B。 8．劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是(      )     发明 关键操作 化学原理 A 制墨 松木在窑内焖烧 发生不完全燃烧 B 造纸 草木灰水浸泡树皮 促进纤维素水解 C 陶瓷 黏土高温烧结 形成新的化学键 D 火药 硫磺、硝石和木炭混合，点燃 发生氧化还原反应 A.A B.B C.C D.D 答案：B 解析：制墨过程主要是为了获得炭黑，松木在窑内焖烧会发生不完全燃烧，从而产生炭黑，可以制墨，A正确；树皮中木质素是纤维素的粘合剂，需要除去，草木灰水浸泡树皮主要是为了除去木质素，获得纤维素，B正确；黏土高温烧结发生化学变化，故形成新的化学键，C错误；硫黄、硝石和木炭混合点燃会发生爆炸，发生剧烈的氧化还原反应，D正确。 9．下列说法错误的是(   ) A.与浓糊状混合物可用于刻蚀玻璃 B.NaOH是强碱，因此钠盐的水溶液不会呈酸性 C.溶洞的形成主要源于溶解的水对岩石的溶蚀作用 D.与的反应中，既是还原产物又是催化剂 答案：B 解析：，HF水溶液可以刻蚀玻璃，A项正确；溶液呈酸性，B项错误；，可溶于水，C项正确；，Mn化合价降低，是还原产物，且生成的可以催化和的反应，D项正确。 10．铁铝铅榴石主要成分为，其组成也可写成的氧化物形式：。下列说法正确的是(   ) A.组成元素均位于元素周期表的p区 B.晶体硅的熔点比二氧化硅晶体高 C.基态铝原子核外电子有7种不同的空间运动状态 D.中Fe(II)与Fe(III)的个数比为2：1 答案：C 解析：A.组成元素中O、Al、Si、Pb均位于元素周期表的p区，但Fe位于d区，A错误； B.已知Si(s)和均为原子晶体，且键长为：Si-Si键>Si-O键，通常键长越短键能越大，即键能：Si-O键>Si-Si键，键能越大，熔化需要的能量越高，其熔点越高，即二氧化硅的熔点高于晶体硅的熔点，B错误； C.已知Al是13号元素，其核外电子排布式为：，故基态铝原子核外电子占据7各原子轨道，即有7种不同的空间运动状态，C正确； D.由原子守恒可知，中x=4，设中Fe(II)为a个，则有2a+3(3-a)=8，即得a=1，即设中Fe(II)与Fe(III)的个数比为1：2，D错误； 故答案为：C。 11．下列说法正确的是(   ) A.单质氧化物酸或碱盐，硅单质可以按上述关系进行转化 B.若a、b、c分别为，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系 C.和都可溶解在NaOH溶液中 D.青花瓷胎体的原料为（高岭土），以氧化物形式可表示为 答案：C 解析：Si与反应生成不溶于水，不能生成对应的酸，A错误；不溶于水，不能一步生成，B错误；和都是酸性氧化物，都可溶解在NaOH溶液中，C正确；硅酸盐以氧化物的形式表示时，可按照活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物的顺序进行书写，的氧化物形式可表示为，D错误。 12．下列物质之间的转化都能一步实现的是(   ) A. B. C. D. 答案：C 解析：A.S与氧气只能化合生成二氧化硫，不能直接转化为，A不符合题意； B.不溶于水，也不和水发生反应，不能一步直接转化为硅酸，B不符合题意； C.S可与氧气在点燃条件下生成二氧化硫，二氧化硫与氢氧化钠可反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠被氧化等氧化剂氧化可转化为硫酸钠，物质之间的转化均可一步实现，C符合题意； D.氨气被氧化可生成氮气或一氧化氮，但不能一步转化为二氧化氮，D不符合题意； 故选C。 13．下列说法正确的是(   ) A.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质可作耐火阻燃材料 B.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性 C.过氧化钠可用于食品、羽毛和织物等的漂白 D.在空气中高温分解得不到纯净的FeO 答案：D 解析：A.水玻璃是硅酸钠的水溶液，在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸，A错误； B.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色是因为二氧化硫与氢氧化钠反应，消耗了氢氧根，导致酚酞溶液褪色，不是其漂白性所致，B错误； C.过氧化钠可用于呼吸面具中的供氧剂，C错误； D.二价铁容易被空气中的氧气氧化，故在空气中高温分解得不到纯净的FeO，D正确； 故选D。 14．下列说法正确的是(   ) A.硅可用于制造芯片，二氧化硅用于制光电池及光纤制品 B.碳酸钠可用于去除餐具上及工业废铁屑上的油污 C.工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接得到高纯度的硅 D.等物质的量的同时通入品红溶液中，漂白性增强 答案：B 解析：A.二氧化硅可以用于制光导纤维，不能制光电池，硅可以制光电池，故A错误； B.碳酸钠溶液水解呈强碱性，能使高级脂肪酸甘油酯发生皂化反应而被去除，所以碳酸钠可用于去除餐具上及工业废铁屑上的油污，故B正确； C.工业用二氧化硅在高温下与焦炭反应可得到粗硅，进一步提纯得到高纯度硅，故C错误； D.氯气和二氧化硫混在一起能发生氧化还原反应而使漂白性减弱，故D错误； 故选B。 15．化学离不开实验，实验探究是学习化合物性质的最重要方法。 Ⅰ.为了探究HCl、和的酸性强弱，某学生设计了如图所示的实验装置，一次实验即可达到实验目的（不必选用其他酸性物质）。 （1）锥形瓶中溶液B是某种可溶性正盐溶液，则分液漏斗中所盛溶液A应为________________。 （2）溶液D中所发生反应的离子方程式为__________________。 （3）由此得出：的酸性强弱顺序是________>________>________________。 Ⅱ.欲除去下表中固体物质中的杂质（括号内物质为杂质），请选择下面提供的试剂和操作，并将字母或序号填在表内。 供选试剂：A.盐酸；B.烧碱溶液；C.氧气；D.水；E.。 供选操作：①加热；②加热溶液；③过滤；④蒸发结晶。 含杂质的物质 所加试剂 主要操作 （1）         （2）         （3）         答案：I.（1）盐酸 （2） （3）HCl；； Ⅱ.（1）D（或A）；③ （2）A；③ （3）C；① 解析： 16．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体产生。该兴趣小组的同学们猜测该矿石可能由三种成分组成，试设计实验证明该矿石含除以外的两种成分。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗，2的盐酸、2的NaOH溶液、2%的KSCN溶液。 （1）将实验方案用如图所示流程图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式。（每步所用试剂不同） 试剂Ⅰ____________，试剂Ⅱ____________，试剂Ⅲ____________。 （2）如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，完成实验操作、预期现象与结论。 编号 实验操作 预期现象与结论 ① 取适量矿石研细，加足量2的盐酸 有大量无色气体产生，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留 ②         ③     残余固体溶解完全，并得无色溶液 ④     有白色胶状沉淀生成，且不溶于过量盐酸，说明矿石中含有 （1）答案：2%的KSCN溶液；2的NaOH溶液；2的盐酸 解析： （2）答案： ② 取操作①所得溶液少许于试管中，并滴加几滴2%的KSCN溶液 溶液变为红色，说明矿石中含有 ③ 取操作①所得残余固体适量置于烧杯中，加入足量2的NaOH溶液，充分搅拌     ④ 取操作③所得无色溶液少许于试管中，用胶头滴管滴入2的盐酸至过量     解析： 17．某实验小组设计了如下装置探究焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分。 已知：溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。 （1）实验时要通入足够长时间的，其原因是____________________。 （2）装置B的作用是____________________。 （3）装置C、D中所盛试剂分别为____________________、____________________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则反应的化学方程式为____________________。 （4）该装置的缺点是____________________。 （5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18g和8.4g焦炭充分反应后收集到的气体在标准状况下的体积为13.44L，假设气体产物只有CO，固体产物只有Si引和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为____________________。 答案：（1）排出装置内的空气，避免空气对实验产生干扰 （2）作安全瓶，防止C中液体倒流入A中 （3）澄清石灰；溶液； （4）没有CO尾气吸收装置 （5）2:1 解析：（1）因加热条件下碳会与装置中的氧气反应，所以要先通入将装置中的空气排净。 （2）根据装置图可知，装置B可以作安全瓶，防止C中液体倒流入A中。 （3）碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，装置C用来检验二氧化碳，装置D用来检验一氧化碳，所以装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明反应既有二氧化碳生成又有一氧化碳生成，经检测两气体产物的物质的量相等，即，根据原子守恒可写出反应的化学方程式。 （4）一氧化碳有毒，而该装置没有尾气吸收装置。 （5）18g的物质的量为0.3mol，8.4g焦炭的物质的量为0.7mol，生成的CO为0.6mol，故反应中生成的SiC为0.1mol，由硅原子守恒可知生成的单质硅为0.2mol，故。 18．金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。 （1）一定条件下，Na与可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的的实验操作名称为______________。推测该反应的类型为__________________（填字母序号）、 A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应 （2）已知:。在高温电炉中碳和反应可制得，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和 ①请写出电炉中所发生反应的化学方程式: ____________________。 每有1 mol SiC生成时，转移电子的物质的量为____________________________________。 ②现将20.0 g SiC粗产品加入过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得siC固体11.4g，将滤液稀释到1L，则硅酸盐的物质的量浓度为__________________________。 （3）下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是______________________（填字母序号） A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料。 B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体 C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料 D.金刚石、SiC和Si晶体结构类似 答案：（1）过滤   BC；（2）① ②0.17mol/L ；（3）C 解析：（1）金刚石是不溶于的固体，是液体，将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤；Na还原反应生成C和NaCl，该反应属于置换反应，也是氧化还原反应。（2）①在高温电炉中C和反应可制得SiC，同时生成CO，反应的化学方程式为；反应中C的化合价一部分由0价升高为＋2价，一部分由0价降低为4价，每有1 mol SiC生成时，转移电子4mol ②根据SiC粗品中杂质为Si和，而Si能与NaOH溶液反应生成氢气:，根据生成的氢气的物质的量为0.1mol，故Si与氢氧化钠溶液反应生成的硅酸钠的物质的量为0.05mol；20.0g SiC粗产品中的物质的量，而能溶于NaOH溶液:，可知0.12 mol 生成的硅酸盐的物质的量为0.12mol，故所得溶液中的硅酸钠的物质的量共为0.17mol，溶液中硅酸盐的浓度。（3）无机非金属材料是以某些元素的单质、氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料，故A正确；金刚石和石墨都是碳元素的单质、晶体硅和无定形硅都是硅元素的单质，它们分别互为同素异形体，故B正确；金刚石不能导电，属于绝缘体，单质硅是良好的半导体材料，故C错误；金刚石、SiC和Si都是原子晶体，在晶体中均存在四面体结构，晶体结构类似，故D正确。 难点突破 1．下列有关无机非金属材料的事实与解释相符的是(   ) 选项 事实 解释 A 超导陶瓷具有超导性 超导陶瓷在某一临界温度电阻为零 B 氢氟酸可用于刻蚀玻璃 是两性氧化物 C 碳纳米管可用于生产复合材料、电池等 碳纳米管是新型有机材料 D 用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃 A.A B.B C.C D.D 答案：A 解析：超导性指物体在某一临界温度下电阻为零的性质，A符合题意；和HF反应生成气体和，所以氢氟酸可用于刻蚀玻璃，但不是两性氧化物，B不符合题意；碳纳米管是一种碳单质，属于新型无机非金属材料，C不符合题意；用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧，与溶液的俗称无直接关系，D不符合题意。 2．下列过程中的化学反应，相应方程式正确的是(   ) A.溶液中加入过量氨水： B.向溶液中通入气体： C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水： D.高温下通入熔融的中： 答案：C 解析：溶液中加入过量氨水，反应的离子方程式为，A错误；溶液中通入气体，不发生反应，B错误；向氯化铝溶液中滴加过量氨水，反应的离子方程式为，C正确；高温下可与发生反应，题述反应不成立，D错误。 3．如图是碳元素的“价一类”二维图，下列说法不正确的是(   ) A.A点对应物质可能是 B.B点对应的物质充分燃烧可得到D点对应的物质 C.某化合物的化学式为，它对应的点是F点 D.C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质 答案：D 解析：A点对应物质为含碳元素的有机物，C元素为-4价，可能是，A正确；B点对应的物质为碳单质，充分燃烧生成，为D点对应的物质，B正确；为盐，对应的点是F点，C正确；C点对应的物质为，不能与水反应，D错误。 4．一种锌还原法制备高纯多晶硅的主要流程如图所示，下列说法错误的是(      ) A.硅和均属于共价化合物 B.高纯多晶硅属于新型无机非金属材料 C.还原时发生的反应为 D.利用石英砂与焦炭反应制备粗硅时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1 答案：A 解析：Si属于单质，不属于化合物，A错误；高纯多晶硅属于新型无机非金属材料，B正确；由题图可知，还原时和Zn反应生成和Si，化学方程式为，C正确；利用石英砂与焦炭反应制备粗硅，反应的化学方程式为，氧化产物为CO，还原产物为Si，二者物质的量之比为2∶1，D正确。 5．已知四碘化硅可与水反应，熔点为，沸点为，利用如图所示的装置（加热及夹持装置省略）在条件下制备。下列叙述错误的是(   ) A.反应前需通干燥的Ar除尽装置内的空气 B.移去石英棉，可能会降低的产率 C.整个反应过程中，只需要加热反应管 D.移去装置中的浓硫酸，会降低的纯度 答案：C 解析：由于四碘化硅可与水反应，则反应前需通干燥的Ar除尽装置内空气，A正确；制备在条件下进行，石英棉具有显著的保温隔热功能，若移去石英棉，则可能会降低的产率，B正确；整个反应过程中，还需要加热装有碘的烧瓶，使其升华为气体进入反应管中与硅反应，C错误；若移去装置中的浓硫酸，空气中的水蒸气会进入装置与反应，导致的纯度降低，D正确。 6．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(   ) A.X可用作木材防火剂 B.步骤I的反应是 C.步骤II中的Y可用与水反应生成 D.步骤III若在实验室完成，一般在坩埚中进行 答案：C 解析：由题图可知，粗与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，过滤得到硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸和硫酸钠，过滤得到白色胶状沉淀硅酸（Y），在坩埚中灼烧硅酸得到。硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，A正确；由上述分析得步骤I的反应为，B正确；与水不反应，不能直接生成硅酸，C错误；实验室中灼烧固体一般在坩埚中进行，D正确。 7．汽车安全气囊可充入叠氮化钠、硝酸钾、等物质，主要反应为，下列说法错误的是(   ) A.叠氮化钠和硝酸钾均为含有共价键的离子化合物 B.粉末可作冷却剂吸收产气过程中释放的热量 C.标准状况下产生时转移 D.可与产物反应生成无腐蚀性的硅酸盐，减少对人体的伤害 答案：C 解析：叠氮化钠和硝酸钾均是含有离子键和共价键的离子化合物，A正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、和水，所以汽车安全气囊中的粉末可作冷却剂吸收产气过程中释放的热量，B正确；由反应的化学方程式可知，反应生成16 mol氮气时，转移10 mol电子，则生成标准状况下8.96 L氮气时，转移电子的物质的量为，C错误；氧化钾、氧化钠都是碱性氧化物，都能与酸性氧化物反应生成无腐蚀性的硅酸盐，可减少对人体的伤害，D正确。 8．高纯二氧化硅是重要的化工材料，一般可用下列流程制得。下列说法错误的是(   ) A.步骤Ⅰ的反应为 B.也可通过一步反应直接生成Y C.步骤Ⅱ中稀硫酸也可换为足量 D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行 答案：B 解析：步骤Ⅰ是二氧化硅与氢氧化钠反应，生成硅酸钠和水，A正确； 与水不反应，不能通过一步反应直接生成硅酸，B错误； 碳酸、硫酸的酸性均强于硅酸，可以用足量二氧化碳代替稀硫酸制取硅酸，方程式为，C正确； 灼烧固体一般在坩埚中进行，D正确。 9．嫦娥六号在月球背面上展示的国旗是我国科研人员利用玄武岩熔融拉丝技术制作而成的。玄武岩石料由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。下列说法中错误的是(   ) A.硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构 B.玄武岩纤维具有耐腐蚀、耐高温、耐低温的优异性能 C.由，说明硅酸的酸性比碳酸强 D.玄武岩纤维是一种无机非金属材料 答案：C 解析：硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构，A正确；玄武岩纤维具有耐腐蚀、耐高温、耐低温的优异性能，B正确；常温下，水溶液中酸性强的酸能制取酸性弱的酸，而和在高温下反应生成气体，与酸性强弱无关，C错误；玄武岩纤维属于无机非金属材料，D正确。 10．随着科技的发展，对硅的纯度要求日益提高。某实验室利用区域熔炼技术制高纯硅的装置剖面图如图1，将含微量杂质硼的硅晶棒装入石英保温管中，利用加热环自左向右缓慢移动对其进行加热熔炼，已知杂质硼在不同状态的硅中含量分布如图2所示。 下列说法中错误的是(   ) A.混有杂质硼的硅晶棒熔点低于纯硅 B.熔炼前，石英保温管中应排净空气后充入氩气 C.熔炼时，加热环移动速度过快可能导致杂质硼分离不彻底 D.熔炼后，硅晶棒纯度右端高于左端 答案：D 解析：类似于合金的熔点一般比各成分金属低，则混有杂质硼的硅晶棒熔点低于纯硅，A正确；为避免高温下硅与氧气反应，熔炼前，石英保温管中应排净空气后充入氩气，B正确；由题图2可知，同一温度下凝固态硅晶棒中杂质硼的含量始终比熔融态的低，若加热环移动速度过快可能导致硅晶棒未充分熔融，使得杂质硼分离不彻底，C正确；加热环自左向右缓慢移动，熔融态的硅在左侧再凝区凝固，结合C项分析可知，熔炼后硅晶棒纯度左端高于右端，D错误。 11．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是(   ) ① ② ③ ④ ⑤ a.反应①中作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b.反应②中表现出氧化性 c.反应③中表现了酸性氧化物的通性 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理 e.反应⑤中未参加氧化还原反应 A.ace B.bde C.cde D.ab 答案：B 解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，a、c判断错误；反应②是一个置换反应，表现出氧化性，b正确；反应④是一个复分解反应，符合用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d正确；反应⑤中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，e正确。答案选B。 12．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是(      ) A.水泥是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制陶瓷的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C.玻璃属于硅酸盐制品，通常性质稳定 D.沙子的主要成分均为硅酸盐 答案：C 解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A错误；制陶瓷的主要原料是黏土，纯碱、石灰石和石英砂是制造普通玻璃的原料，B错误；玻璃属于硅酸盐制品，通常性质稳定，C正确；沙子的主要成分是二氧化硅，是氧化物，不是硅酸盐，D错误。 13．实验室用还原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(      ) 已知：中硅元素为+4价，沸点为31.8 ℃，在空气中易自燃，遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气体。 A.装置Ⅰ也适用于生石灰与浓氨水反应制备氨气 B.装置Ⅱ中的试剂是浓硫酸，装置Ⅲ可采取冰水浴 C.实验时，应先加热石英管，再打开活塞K D.与水反应的方程式为 答案：D 解析：装置Ⅰ中稀硫酸与锌反应制取氢气，装置Ⅱ中盛放浓硫酸，除去氢气中的水蒸气，装置Ⅲ中提供气体，沸点较低，水浴中加热即可使液体汽化，装置Ⅳ中制备高纯硅。装置Ⅰ适用于颗粒状或块状等难溶于水的固体与液体不加热制取难溶于水的气体的反应，生石灰与浓氨水的反应不满足上述条件，不能用该装置，A错误；由上述分析可知，装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放的是浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供气体，因此需水浴加热，B错误；实验时，先打开活塞K，用氢气排尽装置内空气，防止加热时不纯而发生危险，再加热石英管，C错误；遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气体，根据元素守恒，生成的酸为硅酸及HCl，生成的气体为氢气，反应的方程式为，D正确。 14．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是(      ) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.因不溶于水，故不是的酸酐 C.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 D.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 答案：D 解析：二氧化硅是酸性氧化物，但与水不反应，A错误；虽然不溶于水，不能与水反应生成，但仍可看作是一分子失去一分子而形成的，且与中硅元素化合价相同，故是的酸酐，B错误；二氧化硅不能导电，C错误；二氧化硅不能与碳酸钠溶液易错点：光导纤维传输的是光信号，而非电信号反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应生成硅酸钠和，D正确。 15．“中国芯”的发展离不开单晶硅，四氯化硅是制备高纯硅的原料。某小组拟在实验室用下列装置模拟探究四氯化硅的制备和应用（夹持装置已省略）。 已知有关信息： ①Si +3HClSiHCl3+H2，Si + 2Cl2SiCl4 ②SiC14遇水剧烈水解，SiC14的熔点、沸点分别为-70.0 ℃、57.7 ℃ 请回答下列问题： （1）装浓盐酸的仪器名称是________________________。 （2）写出A中发生反应的离子方程式：________________________。 （3）若拆去B装置，可能的后果是__________________________。 （4）有同学最初将E、F、G装置设计成图11装置，图11装置的主要缺点是__________________（写出一个即可）。 （5）已知NH4Cl在高温条件下易分解生成NH3和HCl。利用SiCl4和NH3制备新型无机非金属材料（Si3N4）的装置如图1。写出该反应的化学方程式：________________。利用尾气制备盐酸，宜选择下列装置中的________________________（字母）。 （6）取少量SiCl4产品溶于足量蒸馏水中生成硅酸，该反应的化学方程式为__________________。 答案：（1）分液漏斗 （2）2 + 10Cl-+16H+=2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O （3）HCl和Si反应生成SiHCl3和H2，会使产品纯度降低；Cl2和H2混合共热易发生爆炸（写出一个即可） （4）SiCl4在试剂瓶e中液化，压强减小，烧碱溶液倒吸入试剂瓶f中；烧碱溶液中水蒸气进入产品收集瓶，SiCl4发生水解（写出一个即可） （5）3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl;c （6）SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl 解析：（1）区别分液漏斗、长颈漏斗、漏斗。装有浓盐酸的仪器是分液漏斗，以便于控制加入盐酸的量与速率。 （2）KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2、Cl2、KCl和H2O，化学方为2KMnO4 +16HCl=2KCl+2MnCl2 +SCl2↑+8H2O。 （3）依题意，HCl与Si反应生成SiHCl3和H2，H2和Cl2混合共热易发生爆炸。 （4）SiCl4在试剂瓶e中液化，压强减小，烧碱溶液倒吸入试剂瓶f中；NaOH溶液吸收尾气中的SiCl4和Cl2，水蒸气进入产品收集瓶，SiCl4发生水解反应。 （5）SiCl4与NH3反应生成Si3N4和HCl。收集HCl制备盐酸，要防倒吸，选c。 （6）SiCl4遇水剧烈水解生成硅酸，该反应的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl。 16．硅是信息技术的关键材料，在工业中可利用镁制取硅：2Mg（过量）+SiO22MgO+Si，2Mg+SiMg2Si（副反应）， 查资料得： ①Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷）； ②SiH4在常温下是一种不稳定易分解、易自燃的气体； ③Mg在加热时能与CO2、N2反应。 I．如图1是实验室进行Mg与SiO2反应的装置： II．利用如图2装置（量气管“0”刻度在刻度线的最上方）可测定生成物的纯度。 1.盛放稀硫酸的装置为______，由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用______（填序号）。 a．石灰石            b．锌粒              c．纯碱 2.反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为①______； ②______。 3.若取样品Wg加入5mL NaOH（足量）充分反应。反应前量气管液面读数为V1 mL，反应后为V2 mL（实验数据均转化为标准状况下），则样品的纯度为______。（写出计算式，不化简）。 4.若反应结束时读数前未调节量气装置两边液面高度相平（右边的液面高于左边液面），则会导致实验结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。 答案：（1）分液漏斗，b； （2）；； （3）； （4）偏低 解析：（1）根据装置图可判断盛放稀硫酸的装置为分液漏斗；由于在点燃的条件下Mg可以与、发生化学反应，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气，选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥，所以试管中的固体药品可选用锌粒，答案选b。 （2）遇盐酸迅速反应生成（硅烷），其反应的化学方程式为，常温下是一种不稳定易自燃的气体，反应的化学方程式为，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。 （3）若取样品W g加入5 mL NaOH（足量）溶液充分反应。反应前量气管液面读数为 mL，反应后为 mL（实验数据均转化为标准状况下），则反应中产生氢气的体积是，物质的量是，根据1mol硅失去4mol电子可知消耗硅的物质的量是，质量是，因为样品的纯度为. （4）若反应结束时读数前未调节量气装置两边液面高度相平（右边的液面高于左边液面），说明装置内压强大于外界大气压，因此V偏小，则会导致实验结果偏低。 17．二氧化硅是制备硅及其化合物的重要原料。部分转化过程如图所示，据此回答下列问题： （1）自然界中没有游离态的硅。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅，将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。请写出得到少量粗硅反应的化学方程式：______________________。在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，该现象________________（填“能”或“不能”）体现的氧化性。 （2）二氧化硅属于酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应。请写出二氧化硅与强碱溶液缓慢反应的离子方程式：________________________________。 （3）硅酸（）的酸性弱于碳酸，为验证酸性强弱，某实验小组设计了如图实验装置，B中应放入块状固体________________，A中放入盐酸，实验老师指出该实验装置有一处缺陷：______________。 （4）硅酸可以由硅酸钠与盐酸、硫酸等反应制得，请写出反应的离子方程式：____________________________。 （5）二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅常被用来制造高性能的现代通信材料：____________________________；硅酸盐材料（如陶瓷、玻璃、水泥等）是无机非金属材料的主要分支之一，有着悠久的历史。实验室常用玻璃试剂瓶存放各种溶液，等碱性溶液可以贮存在____________（填字母）。 A.具有玻璃塞的细口瓶 B.具有玻璃塞的广口瓶 C.带滴管的滴瓶 D.具有橡胶塞的细口瓶 答案：（1）；不能 （2） （3）无法排除HCl的干扰 （4） （5）光导纤维；D 解析：（1）二氧化硅和焦炭在高温下反应生成硅单质和一氧化碳，化学方程式为；在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，反应中硅、氧元素的化合价不变，不能体现二氧化硅的氧化性。 （2）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐，离子方程式为。 （3）可以用盐酸和碳酸钙反应制备二氧化碳，则B中应放入块状固体；从B进入C的气体中混入了，也可与反应生成硅酸，则该实验装置的缺陷是无法排除HCl的干扰。 （4）根据强酸制弱酸的原理，制备硅酸的离子方程式为。 （5）光导纤维是高性能的现代通信材料，其主要成分为；等碱性溶液容易与玻璃中的发生反应，产生的有黏性，容易将玻璃瓶与玻璃塞粘在一起，等碱性溶液可以贮存在具有橡胶塞的细口瓶（广口瓶用来盛装固体）中，故选D。 18．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 解析：（3）将粗硅与HCl反应，转变为，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。 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由已知，（沸点为中含有少量的 （沸点为67.6℃，与互溶，沸点差异大，可通过蒸馏方法来提纯； ③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； （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，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。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲　无机非金属材料 第3讲　无机非金属材料 1 学习目标 2 一、基础学习目标 2 二、培优提升目标 2 核心知识梳理 4 一、 硅及无机非金属材料 4 易错警示 5 易错警示一：工业制取纯硅 5 典例精讲 7 分层训练 10 基础夯实 10 能力培优 15 难点突破 15 学习目标 一、基础学习目标 1. 知晓硅元素在地壳中的含量、存在形态，认识硅原子结构，理解硅单质的物理性质、晶体结构，掌握硅与氧气、强碱的化学反应，记住高纯硅的用途。 2. 掌握二氧化硅的晶体结构、物理性质；区分二氧化硅与二氧化碳结构、性质差异，熟记二氧化硅与强碱、氢氟酸的反应方程式，了解光导纤维的原料与用途。 3. 了解硅酸的制备方法、弱酸特性，认识硅酸盐的组成表示方式，掌握硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）的原料、生产设备、核心成分与简单生产流程。 4. 认识新型无机非金属材料，了解氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷，以及压电材料、光导纤维的功能与应用场景。 5. 结合生活实例区分金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料三大材料类别，建立材料分类基础认知。 二、培优提升目标 1. 从晶体结构角度对比晶体硅、二氧化硅、干冰的微粒构成、作用力、熔沸点差异，解释物质性质区别，规避结构类易混错题。 2. 梳理硅及其化合物转化关系，熟练书写硅、二氧化硅、硅酸盐之间的转化方程式，解决硅元素无机框图推断题。 3. 深度辨析二氧化硅与酸、碱反应的特殊规律，分析盛放碱液、氢氟酸的试剂瓶选择问题，掌握相关实验简答答题模板。 4. 掌握硅酸盐氧化物改写技巧，利用氧化物形式快速分析硅酸盐元素配比，完成相关定量计算。 5. 对比传统硅酸盐材料的原料、反应原理、产品特性，能够根据使用场景选择合适硅酸盐产品。 6. 结合工业制高纯硅工艺流程，分析分步反应、除杂原理，提取陌生化工信息，解决工业流程简答与计算类培优题型。 7. 整合金属、有机、无机三类材料核心特点，辨析信息型材料判断题，结合科技前沿新材料情境完成综合分析。 核心知识梳理 1、 硅及无机非金属材料 1．硅单质 2．二氧化硅 3．硅酸 4．硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐组成的表示方法： 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成： ①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。 ②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 5．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 ①常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 ②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 易错警示 易错警示一：工业制取纯硅 1.工业上可用以下流程制取高纯硅，完成各步反应的化学方程式： 反应①：______________________________________________________________________； 反应②：______________________________________________________________________； 反应③：______________________________________________________________________。 2．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：__________________________________ ______________________________________________________________________________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该反应的化学方程式：____________________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是________________________________。 (2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料中查阅到下列信息： Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应； Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4； Ⅲ.SiH4在空气中自燃。 他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。 ①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是____________________________________________。 ②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是__________ ______________________________________________________________________________。 典例精讲 一 传统硅酸盐材料 例.下列关于某博物院使用材料相关说法正确的是 A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2 B．墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品 C．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于硅酸盐制品 D．展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸 【答案】B 【解析】A．钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和SiO2，故A错误； B．砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，故B正确； C．后(司)母戊鼎是青铜器，属于铜合金制品，故C错误； D．铜绿是碱式碳酸铜，该物质可与盐酸反应生成氯化铜而溶解，故D错误； 答案选B。 必备知识 1．无机非金属材料 2．硅酸盐材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥等。 3．在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 (1)常见的硅酸盐——Na2SiO3 ①硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称水玻璃。 ②硅酸钠在空气中放置易与空气中CO2反应而变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③硅酸钠是制备黏合剂和木材防火剂等的原料。 (2)硅酸盐氧化物形式的书写 硅酸盐由于组成比较复杂，通常用氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为： ①顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物之间以“·”隔开。 ②原则：各元素原子总个数比符合原来的组成，若出现分数应化为整数。 例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。 ③各元素的化合价不能改变。 4．下列硅酸盐材料的主要原料分别是： 陶瓷：黏土；玻璃：纯碱、石灰石、石英砂；水泥：黏土和石灰石。 5.硅酸(H2SiO3)的性质 难溶于水的弱酸(比H2CO3酸性弱)，不稳定，受热分解为水和二氧化硅。 二 新型无机非金属材料 例.材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的是 A．太阳能电池板广泛应用在航天器上，其材料是晶体硅 B．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸盐材料 C．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅 D．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料 【答案】A 【解析】A．晶体硅是良好的半导体材料，常用于制作太阳能电池板，故A正确； B．石墨烯是碳元素形成的单质，属于新型无机非金属材料，不是硅酸盐材料，故B错误； C．计算机芯片的材料是硅，不是二氧化硅，故C错误； D．特种镁合金是性能优良的金属材料，不属于新型无机非金属材料，故D错误； 故选A。 必备知识 1.硅 (1)硅元素在周期表中的位置为第三周期、第ⅣA族，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料，高纯硅可用于生产计算机芯片和硅太阳能电池。 (2)高纯硅的制备原理 其中涉及的主要化学反应为： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑； ②Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 2．硅单质的化学性质 (1)常温下：①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4； ②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (2)加热或高温条件下：①与O2反应：Si＋O2SiO2； ②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4； ③与C反应：Si＋CSiC。 3.二氧化硅 （1）存在 SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是SiO2。 （2）SiO2的结构和物理性质 SiO2中Si原子和O原子形成空间网状结构，故不存在单个的SiO2分子。SiO2的空间网状结构决定了其具有熔点高、硬度大、难溶于水等特点。 （3）SiO2的化学性质 4．新型陶瓷 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在组成上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC) 碳化硅俗称金刚砂，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，硬度很大，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。 (3)新型陶瓷种类：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 5．碳纳米材料 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是C60。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，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，具有很高的强度。 分层训练 基础夯实 1．关于物质的用途，下列说法正确的是(   ) A.纯碱可用于抗酸的胃药 B.二氧化硅可用于太阳能电池板 C.过氧化钠可加入运输鱼苗的水中供氧 D.可用于自来水的杀菌消毒 2．我国目前面临着高端芯片制造的“卡脖子”问题，芯片的主要成分是高纯(   ) A. B. C.Si D.SiC 3．世界著名的科学史学家李约瑟博士考证——中国在距今至少3000年以前，就已经使用玻璃了。下列有关普通玻璃的说法错误的是(      ) A.制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂 B.玻璃有固定的熔点 C.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D.玻璃可用于生产光学仪器、建筑材料等 4．《天工开物》中记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之……。凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火……。浇水转渤[音右]与造砖同法。”下列说法错误的是(      ) A.“粘土”的主要成分为硅酸盐 B.“燃薪举火”仅使粘土发生复杂的物理变化 C.硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分 D.“粘土”是制作砖瓦等的主要原料 5．美国于2025年4月2号对我国加征34%的关税，但对部分中国产品如：电脑、手机豁免关税。电脑、手机中含有的芯片中的主要成分为(   ) A.O B.Si C. D.Fe 6．福建制造遍布五洲，制造出一批领跑全球的新材料、新产品。下列说法错误的是(   ) A.福安的不锈钢属于合金制品 B.福清汽车玻璃中的属于两性氧化物 C.德化烧造的陶瓷是无机非金属材料 D.长乐纺织厂生产的化纤属于有机高分子 7．2025央视春晚，人机共舞《秧BOT》舞出秧歌的独特韵味。下列叙述正确的是(      ) A.机器人智能AI芯片所用半导体材料为硅单质 B.机器人手臂采用的碳纤维属于传统无机非金属材料 C.机器人外壳采用的镁铝合金的硬度比铝的小 D.机器人的仿生电子皮肤由石墨烯-水凝胶复合材料制成，其中石墨烯是一种新型化合物 8．杭州亚运会展示了我国科技力量。下列说法错误的是(   ) A.会场使用的5G通信光纤的主要材料是Si B.场馆能源来自风能和太阳能，二者都属于可再生能源 C.竞赛自行车车架采用碳纤维材料，它是一种无机非金属材料 D.体育场馆形状类似“莲花碗”，采用的异形钢材料韧性比生铁强 9．材料的应用与人类生活息息相关，下列有关叙述正确的是(   ) A.麒麟芯片以二氧化硅为主要材料 B.石墨烯和碳纳米管互为同位素 C.碳化硅是一种耐高温、硬度大的新型陶瓷 D.新能源汽车所使用的锂离子电池属于一次电池 10．2023年，我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是(   ) A.打造北斗卫星系统——与星载铷钟所用的物理性质不同 B.实施海底封存——液化时，其共价键被破坏 C.开启航运氢能时代——氢氧燃料电池工作时可将热能转化为电能 D.突破量子通信技术——作为传输介质的光纤，其主要成分为晶体硅 11．下列物质的名称与化学式对应关系正确的是( ) A.乙炔： B.金刚砂： C.胆矾： D.石英： 12．神舟十八号载人飞船成功发射，展现了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述不正确的是(   ) A.飞船使用的隔热层属于新型无机非金属材料 B.为空间站提供能量的砷化镓太阳能电池材料也可用代替 C.电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，可加入些冰晶石来缩短加热时间 D.火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，可提高火箭的射程及运载能力 13．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列叙述正确的是( ) A.普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和二氧化硅 B.“光化学烟雾”与二氧化碳和氮氧化合物的大量排放有关 C.明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同 D.C、S分别在空气中燃烧均可得到两种不同的氧化物 14．下列说法不正确的是( ) A.航天器使用的太阳能电池板的主要成分是二氧化硅 B.硬化油不易被空气氧化变质，可作为制造肥皂和人造油的原料 C.苯甲酸可以用于合成香料、药物等，其钠盐也是常用的食品防腐剂 D.“绿色化学”的核心思想是从源头上减少或消除污染 15．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）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于传统硅酸盐产品的是____________（填写序号）。 ①光导纤维 ②水泥 ③玻璃 ④陶瓷 （2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于______________________（填“纯净物”或“混合物”）。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式______________________。 （3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的______________________反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为______________________。 16．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。请回答下列问题： （1）必须采取合理措施的才能防止金属的腐蚀。在船身水线下镶嵌一定数量的________________（填“锌块”或“铜块”）可以有效保护船身。 （2）玻璃和水泥是司空见惯的无机非金属材料。制造玻璃和水泥有一种相同的原料，这种原料________________（填“石灰石”或“黏土”）。 （3）玻璃钢是由玻璃纤维与合成树脂制成的一种材料，在性能上可以取长补短，这种材料叫做________________（填“合成材料”或“复合材料”）。 （4）某些废弃的塑料通过分类、清洗、再加热熔融，可以被重新加工，制成新的产品，这类塑料属于________________ (填“热塑性”或“热固性”)塑料。 （5）鉴别织物成分是真蚕丝还是尼龙布有多种方法，请你根据所学知识，说出一种简便可行的方法：________________________。 17．玻璃与人们的生产生活密切相关,玻璃制品随处可见。 1.一般住宅的玻璃窗是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是____________________、____________________、__________,将原料粉碎后放入玻璃窑中在高温条件下发生反应即可制得玻璃,则普通玻璃的主要成分是____________________、____________________、____________________。 2.某玻璃用三种氧化物的组合形式表示组成时,其中的质量之比为31:28:180,则此玻璃的组成为__________(填序号)。 A.   B. C.   D. 3.我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为制造玻璃的原料中混有。若在原料中加入下列物质,则可制得各种不同玻璃。 A.氧化亚铜()   B.氧化钴() C.氧化铅(PbO)   D.硼砂() ①制造化学仪器的玻璃需加入的物质可能是__________(填序号,下同)。 ②制造光学仪器的玻璃需加入的物质可能是____________________。 ③制造蓝色玻璃需加入的物质可能是____________________。 ④制造红色玻璃需加入的物质可能是____________________。 18．已知A是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物。根据下图转化关系，回答下列问题。 1.A的用途：________(任写一种)，B是________，D是________。 2.写出下列反应的化学方程式： ①______________________________________ ④____________________________________________________________________________ 3.写出下列反应的离子方程式： ②______________________________________ ③______________________________________ ⑤______________________________________ 能力培优 1．氮化铝（AlN）陶瓷具有耐腐蚀、耐高温的优点。一种制备氮化铝的方法为将氧化铝高能球磨至纳米级，然后与炭粉混合后通入氮气，高温下发生反应：。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(      ) A.AlN为新型无机非金属材料 B.上述反应中C的还原性大于 C.反应中每生成4.1 g AlN，转移电子数为0.6 D.纳米级粉末分散在空气中能形成气溶胶 2．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(      ) A. B. C. D. 3．下列关于和的叙述中不正确的是( ) A.都是共价化合物 B.可用于制造光导纤维,干冰可用于人工降雨 C.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应 D.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 4．制造机器人所使用的芯片的主要成分为(      ) A.合金 B.二氧化硅 C.硅 D.石墨 5．《天工开物》中记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法错误的是(      ) A.“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理和化学变化 B.沙子和黏土的主要成分为硅酸盐 C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦，原因是转化为其他的铁的氧化物 D.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 6．化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是( ) A.“鲲龙”水陆两栖飞机实现海上首飞，其所用燃料航空煤油是石油分馏产品 B.“墨子号”卫星成功发射，实现了光纤量子通信，生产光纤的主要原料是二氧化硅 C.电阻率低、热导率高的石墨烯可用于制作超级导电材料 D.是制造智能磁性材料的原料之一，属于合金 7．生产、生活中常涉及化学知识，下列说法正确的是(   ) A.“钡餐”中使用的硫酸钡属于弱电解质 B.熔点高，可用于制作耐火材料，是一种新型无机非金属材料 C.航天飞船上用于燃气管路隔热层的纳米二氧化硅是胶体 D.酚醛树脂由苯酚和甲醛通过加聚反应得到的，可用做电工材料 8．劳动人民的发明创造是中华优秀传统文化的组成部分。下列化学原理描述错误的是(      )     发明 关键操作 化学原理 A 制墨 松木在窑内焖烧 发生不完全燃烧 B 造纸 草木灰水浸泡树皮 促进纤维素水解 C 陶瓷 黏土高温烧结 形成新的化学键 D 火药 硫磺、硝石和木炭混合，点燃 发生氧化还原反应 A.A B.B C.C D.D 9．下列说法错误的是(   ) A.与浓糊状混合物可用于刻蚀玻璃 B.NaOH是强碱，因此钠盐的水溶液不会呈酸性 C.溶洞的形成主要源于溶解的水对岩石的溶蚀作用 D.与的反应中，既是还原产物又是催化剂 10．铁铝铅榴石主要成分为，其组成也可写成的氧化物形式：。下列说法正确的是(   ) A.组成元素均位于元素周期表的p区 B.晶体硅的熔点比二氧化硅晶体高 C.基态铝原子核外电子有7种不同的空间运动状态 D.中Fe(II)与Fe(III)的个数比为2：1 11．下列说法正确的是(   ) A.单质氧化物酸或碱盐，硅单质可以按上述关系进行转化 B.若a、b、c分别为，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系 C.和都可溶解在NaOH溶液中 D.青花瓷胎体的原料为（高岭土），以氧化物形式可表示为 12．下列物质之间的转化都能一步实现的是(   ) A. B. C. D. 13．下列说法正确的是(   ) A.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质可作耐火阻燃材料 B.二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性 C.过氧化钠可用于食品、羽毛和织物等的漂白 D.在空气中高温分解得不到纯净的FeO 14．下列说法正确的是(   ) A.硅可用于制造芯片，二氧化硅用于制光电池及光纤制品 B.碳酸钠可用于去除餐具上及工业废铁屑上的油污 C.工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接得到高纯度的硅 D.等物质的量的同时通入品红溶液中，漂白性增强 15．化学离不开实验，实验探究是学习化合物性质的最重要方法。 Ⅰ.为了探究HCl、和的酸性强弱，某学生设计了如图所示的实验装置，一次实验即可达到实验目的（不必选用其他酸性物质）。 （1）锥形瓶中溶液B是某种可溶性正盐溶液，则分液漏斗中所盛溶液A应为________________。 （2）溶液D中所发生反应的离子方程式为__________________。 （3）由此得出：的酸性强弱顺序是________>________>________________。 Ⅱ.欲除去下表中固体物质中的杂质（括号内物质为杂质），请选择下面提供的试剂和操作，并将字母或序号填在表内。 供选试剂：A.盐酸；B.烧碱溶液；C.氧气；D.水；E.。 供选操作：①加热；②加热溶液；③过滤；④蒸发结晶。 含杂质的物质 所加试剂 主要操作 （1）         （2）         （3）         16．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体产生。该兴趣小组的同学们猜测该矿石可能由三种成分组成，试设计实验证明该矿石含除以外的两种成分。 仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗，2的盐酸、2的NaOH溶液、2%的KSCN溶液。 （1）将实验方案用如图所示流程图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式。（每步所用试剂不同） 试剂Ⅰ____________，试剂Ⅱ____________，试剂Ⅲ____________。 （2）如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，完成实验操作、预期现象与结论。 编号 实验操作 预期现象与结论 ① 取适量矿石研细，加足量2的盐酸 有大量无色气体产生，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留 ②         ③     残余固体溶解完全，并得无色溶液 ④     有白色胶状沉淀生成，且不溶于过量盐酸，说明矿石中含有 17．某实验小组设计了如下装置探究焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分。 已知：溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。 （1）实验时要通入足够长时间的，其原因是____________________。 （2）装置B的作用是____________________。 （3）装置C、D中所盛试剂分别为____________________、____________________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则反应的化学方程式为____________________。 （4）该装置的缺点是____________________。 （5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18g和8.4g焦炭充分反应后收集到的气体在标准状况下的体积为13.44L，假设气体产物只有CO，固体产物只有Si引和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为____________________。 18．金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。 （1）一定条件下，Na与可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的的实验操作名称为______________。推测该反应的类型为__________________（填字母序号）、 A.分解反应 B.置换反应 C.氧化还原反应 D.离子反应 （2）已知:。在高温电炉中碳和反应可制得，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和 ①请写出电炉中所发生反应的化学方程式: ____________________。 每有1 mol SiC生成时，转移电子的物质的量为____________________________________。 ②现将20.0 g SiC粗产品加入过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得siC固体11.4g，将滤液稀释到1L，则硅酸盐的物质的量浓度为__________________________。 （3）下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是______________________（填字母序号） A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料。 B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体 C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料 D.金刚石、SiC和Si晶体结构类似 难点突破 1．下列有关无机非金属材料的事实与解释相符的是(   ) 选项 事实 解释 A 超导陶瓷具有超导性 超导陶瓷在某一临界温度电阻为零 B 氢氟酸可用于刻蚀玻璃 是两性氧化物 C 碳纳米管可用于生产复合材料、电池等 碳纳米管是新型有机材料 D 用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃 A.A B.B C.C D.D 2．下列过程中的化学反应，相应方程式正确的是(   ) A.溶液中加入过量氨水： B.向溶液中通入气体： C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水： D.高温下通入熔融的中： 3．如图是碳元素的“价一类”二维图，下列说法不正确的是(   ) A.A点对应物质可能是 B.B点对应的物质充分燃烧可得到D点对应的物质 C.某化合物的化学式为，它对应的点是F点 D.C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质 4．一种锌还原法制备高纯多晶硅的主要流程如图所示，下列说法错误的是(      ) A.硅和均属于共价化合物 B.高纯多晶硅属于新型无机非金属材料 C.还原时发生的反应为 D.利用石英砂与焦炭反应制备粗硅时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1 5．已知四碘化硅可与水反应，熔点为，沸点为，利用如图所示的装置（加热及夹持装置省略）在条件下制备。下列叙述错误的是(   ) A.反应前需通干燥的Ar除尽装置内的空气 B.移去石英棉，可能会降低的产率 C.整个反应过程中，只需要加热反应管 D.移去装置中的浓硫酸，会降低的纯度 6．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(   ) A.X可用作木材防火剂 B.步骤I的反应是 C.步骤II中的Y可用与水反应生成 D.步骤III若在实验室完成，一般在坩埚中进行 7．汽车安全气囊可充入叠氮化钠、硝酸钾、等物质，主要反应为，下列说法错误的是(   ) A.叠氮化钠和硝酸钾均为含有共价键的离子化合物 B.粉末可作冷却剂吸收产气过程中释放的热量 C.标准状况下产生时转移 D.可与产物反应生成无腐蚀性的硅酸盐，减少对人体的伤害 8．高纯二氧化硅是重要的化工材料，一般可用下列流程制得。下列说法错误的是(   ) A.步骤Ⅰ的反应为 B.也可通过一步反应直接生成Y C.步骤Ⅱ中稀硫酸也可换为足量 D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行 9．嫦娥六号在月球背面上展示的国旗是我国科研人员利用玄武岩熔融拉丝技术制作而成的。玄武岩石料由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。下列说法中错误的是(   ) A.硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构 B.玄武岩纤维具有耐腐蚀、耐高温、耐低温的优异性能 C.由，说明硅酸的酸性比碳酸强 D.玄武岩纤维是一种无机非金属材料 10．随着科技的发展，对硅的纯度要求日益提高。某实验室利用区域熔炼技术制高纯硅的装置剖面图如图1，将含微量杂质硼的硅晶棒装入石英保温管中，利用加热环自左向右缓慢移动对其进行加热熔炼，已知杂质硼在不同状态的硅中含量分布如图2所示。 下列说法中错误的是(   ) A.混有杂质硼的硅晶棒熔点低于纯硅 B.熔炼前，石英保温管中应排净空气后充入氩气 C.熔炼时，加热环移动速度过快可能导致杂质硼分离不彻底 D.熔炼后，硅晶棒纯度右端高于左端 11．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是(   ) ① ② ③ ④ ⑤ a.反应①中作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b.反应②中表现出氧化性 c.反应③中表现了酸性氧化物的通性 d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理 e.反应⑤中未参加氧化还原反应 A.ace B.bde C.cde D.ab 12．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是(      ) A.水泥是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制陶瓷的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C.玻璃属于硅酸盐制品，通常性质稳定 D.沙子的主要成分均为硅酸盐 13．实验室用还原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(      ) 已知：中硅元素为+4价，沸点为31.8 ℃，在空气中易自燃，遇水会剧烈反应生成两种酸和一种气体。 A.装置Ⅰ也适用于生石灰与浓氨水反应制备氨气 B.装置Ⅱ中的试剂是浓硫酸，装置Ⅲ可采取冰水浴 C.实验时，应先加热石英管，再打开活塞K D.与水反应的方程式为 14．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是(      ) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.因不溶于水，故不是的酸酐 C.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 D.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 15．“中国芯”的发展离不开单晶硅，四氯化硅是制备高纯硅的原料。某小组拟在实验室用下列装置模拟探究四氯化硅的制备和应用（夹持装置已省略）。 已知有关信息： ①Si +3HClSiHCl3+H2，Si + 2Cl2SiCl4 ②SiC14遇水剧烈水解，SiC14的熔点、沸点分别为-70.0 ℃、57.7 ℃ 请回答下列问题： （1）装浓盐酸的仪器名称是________________________。 （2）写出A中发生反应的离子方程式：________________________。 （3）若拆去B装置，可能的后果是__________________________。 （4）有同学最初将E、F、G装置设计成图11装置，图11装置的主要缺点是__________________（写出一个即可）。 （5）已知NH4Cl在高温条件下易分解生成NH3和HCl。利用SiCl4和NH3制备新型无机非金属材料（Si3N4）的装置如图1。写出该反应的化学方程式：________________。利用尾气制备盐酸，宜选择下列装置中的________________________（字母）。 （6）取少量SiCl4产品溶于足量蒸馏水中生成硅酸，该反应的化学方程式为__________________。 16．硅是信息技术的关键材料，在工业中可利用镁制取硅：2Mg（过量）+SiO22MgO+Si，2Mg+SiMg2Si（副反应）， 查资料得： ①Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷）； ②SiH4在常温下是一种不稳定易分解、易自燃的气体； ③Mg在加热时能与CO2、N2反应。 I．如图1是实验室进行Mg与SiO2反应的装置： II．利用如图2装置（量气管“0”刻度在刻度线的最上方）可测定生成物的纯度。 1.盛放稀硫酸的装置为______，由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用______（填序号）。 a．石灰石            b．锌粒              c．纯碱 2.反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为①______； ②______。 3.若取样品Wg加入5mL NaOH（足量）充分反应。反应前量气管液面读数为V1 mL，反应后为V2 mL（实验数据均转化为标准状况下），则样品的纯度为______。（写出计算式，不化简）。 4.若反应结束时读数前未调节量气装置两边液面高度相平（右边的液面高于左边液面），则会导致实验结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。 17．二氧化硅是制备硅及其化合物的重要原料。部分转化过程如图所示，据此回答下列问题： （1）自然界中没有游离态的硅。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅，将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。请写出得到少量粗硅反应的化学方程式：______________________。在高温条件下能与过量的碳反应生成SiC，该现象________________（填“能”或“不能”）体现的氧化性。 （2）二氧化硅属于酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应。请写出二氧化硅与强碱溶液缓慢反应的离子方程式：________________________________。 （3）硅酸（）的酸性弱于碳酸，为验证酸性强弱，某实验小组设计了如图实验装置，B中应放入块状固体________________，A中放入盐酸，实验老师指出该实验装置有一处缺陷：______________。 （4）硅酸可以由硅酸钠与盐酸、硫酸等反应制得，请写出反应的离子方程式：____________________________。 （5）二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅常被用来制造高性能的现代通信材料：____________________________；硅酸盐材料（如陶瓷、玻璃、水泥等）是无机非金属材料的主要分支之一，有着悠久的历史。实验室常用玻璃试剂瓶存放各种溶液，等碱性溶液可以贮存在____________（填字母）。 A.具有玻璃塞的细口瓶 B.具有玻璃塞的广口瓶 C.带滴管的滴瓶 D.具有橡胶塞的细口瓶 18．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：________________。 学科网（北京）股份有限公司 $