專題三-無機(jī)非金屬材料(原卷版)(人教2019必修第二冊)

專題三無機(jī)非金屬材料一、選擇題1．（2021·四川巴中市·高一期末）“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關(guān)說法中正確的是()A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C．硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽2．（2021·蘭州市第二十七中學(xué)高一期末）有關(guān)下列物質(zhì)的說法正確的是A．硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料，俗稱水玻璃B．陶瓷、水泥、玻璃等屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．合金都是由金屬構(gòu)成的金屬材料D．Mg、Al、Fe在空氣中均可與氧氣反應(yīng)而形成氧化物保護(hù)膜3．（2021·江西撫州市·高一期末）下列有關(guān)敘述中正確的是A．硅酸(H2SiO3)可由SiO2與水化合制得 B．鈉在氯氣中燃燒，產(chǎn)生白色煙霧C．Si和C相似，在自然界主要以單質(zhì)形式存在 D．利用液氨汽化時吸熱，可用液氨作制冷劑4．（2021·廣西南寧市·高一期末）硅的化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述錯誤的是A．二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料B．二氧化硅屬于酸性氧化物，不能與任何酸反應(yīng)C．裝堿性溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃塞D．硅酸鈉是制備木材防火劑的原料5．（2021·江西上饒市·高一期末）SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是A．圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制作光導(dǎo)纖維C．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點很高D．可用鹽酸除去石英砂（主要成分為SiO2）中少量的碳酸鈣6．（2021·四川成都市·高一期末）下列關(guān)于硅及其化合的物說法錯誤的是A．SiO2能與HF反應(yīng)，也能與NaOH溶液反應(yīng)，故SiO2是兩性氧化物B．利用焦炭制備粗硅的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑C．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型陶瓷D．硅膠多孔，吸附水分能力強(qiáng)，常用作實驗室和袋裝食品的干燥劑7．（2021·廣西來賓市·高一期末）化學(xué)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)，下列說法正確的是A．玻璃、水泥、水晶手鏈都是硅酸鹽制品B．金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，不可能與氧氣發(fā)生反應(yīng)C．雕花玻璃通常是用氫氟酸對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的D．硅是制光導(dǎo)纖維的主要原料8．（2021·南昌市·江西師大附中高一期末）化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列有關(guān)硅及其化合物的說法不正確的是A．硅單質(zhì)是導(dǎo)電金屬，常用作導(dǎo)電材料B．硅單質(zhì)常被用于制造太陽能電池C．玻璃能被氫氟酸刻蝕D．二氧化硅常被用于制造光導(dǎo)纖維9．（2021·廣西高一期末）含硅元素的物質(zhì)有很多用途，下列說法不正確的是A．硅晶片是生產(chǎn)芯片的基礎(chǔ)材料，其主要成分為B．高壓輸電線路使用的陶瓷絕緣材料屬于硅酸鹽材料C．水玻璃是硅酸鈉的水溶液，可用作木材防火劑的原料D．高溫超導(dǎo)陶瓷具有超導(dǎo)性，可應(yīng)用于電力和交通領(lǐng)域10．（2021·河南漯河市·高一期末）下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是A．二氧化硅是酸性氧化物，所以二氧化硅能溶于水生成硅酸B．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸C．因為高溫條件下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)能放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)D．水晶是比較純凈的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸鹽11．（2021·廣西百色市·高一期末）下列關(guān)于硅元素及其化合物的有關(guān)說法正確的是A．硅可用于制光導(dǎo)纖維B．SiO2能和水發(fā)生化合反應(yīng)生成硅酸C．硅酸銅鋇BaCuSi2O6可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2D．SiO2能與氫氧化鈉溶液和氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物12．（2021·浙江寧波市·高一期末）下列說法正確的是A．高純度的硅單質(zhì)可用于制作光導(dǎo)纖維B．易液化，液氨常用作制冷劑C．、或都會導(dǎo)致酸雨的形成D．在玻璃窯中制造普通玻璃不涉及化學(xué)變化13．（2021·陜西渭南市·高一期末）下列解釋事實的化學(xué)用語中，正確的是A．工業(yè)制粗硅：B．常溫下，向銅片中滴加濃硫酸：C．鋁片放入NaOH溶液中：D．去除碳酸鈉中混有的少量碳酸氯鈉：14．（2021·四川成都市·高一期末）硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。下列說法正確的是A．二氧化硅晶體的基本結(jié)構(gòu)單元是四面體B．的水溶液俗稱水玻璃，要用玻璃塞的試劑瓶盛裝C．黏土主要成分可表示為，因此可以溶于稀堿溶液D．硅膠主要成分是硅酸鹽，常用作干燥劑15．（2021·廣東中山市·高一期末）在無機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主要的角色．請你利用元素周期律的相關(guān)知識，預(yù)測硅及其化合物的性質(zhì)．下列說法不正確的是：A．晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料B．SiO2是酸性氧化物，可以與NaOH反應(yīng)：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC．Na2SiO3可溶于水，在水溶液中電離方程式為：Na2SiO3=2Na++SiOD．由反應(yīng)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，可以證明H2SiO3是一種弱酸16．（2021·四川遂寧市·高一期末）芯片是中美經(jīng)貿(mào)摩擦的焦點之一、制造芯片的高純硅可以用下述方法制取(反應(yīng)條件略)，下列說法錯誤的是A．SiCl4中Si的化合價為+4B．制造芯片的高純硅具有一定導(dǎo)電性C．反應(yīng)①、②、③均為氧化還原反應(yīng)D．SiO2既能與堿溶液反應(yīng)又能與酸溶液反應(yīng)，SiO2是兩性氧化物17．（2021·江西撫州市·臨川一中高一期末）下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法中錯誤的是A．水玻璃可以作為粘合劑、木材防腐劑B．常溫下，單質(zhì)硅的性質(zhì)穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等很難發(fā)生反應(yīng)C．SiO2有導(dǎo)電性，所以SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維D．青花瓷胎體的原料為高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示為：Al2O3?2SiO2?2H2O18．（2021·甘肅蘭州市·蘭州一中高一期末）現(xiàn)今手機(jī)等電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，推動了高純硅的生產(chǎn)與應(yīng)用。工業(yè)上用“西門子法”。以硅石(SiO2)

為原料制備冶金級高純硅的工藝流程如下圖所示。下列說法不正確的是已知：SiHCl3室溫下為易揮發(fā)、易水解的無色液體。A．“還原”過程需要在高溫條件下，該反應(yīng)的主要還原產(chǎn)物為SiB．為最大程度節(jié)約成本，上述

生產(chǎn)工藝中能循環(huán)使用的物質(zhì)只有H2C．為防止SiHCl3水解而損失、氫氣爆炸，“氧化”、“分離”與“熱解”的過程均需要在無水、無氧的條件下進(jìn)行D．“氧化”過程反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+3HC1SiHCl3+H219．（2020·新源縣第二中學(xué)高一期末）工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：下列說法正確的是A．自然界中存在大量的單質(zhì)硅B．電弧爐中的化學(xué)方程式為SiO2＋CSi＋CO2↑C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以二氧化硅是兩性氧化物D．SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3二、工業(yè)流程題20．（2021·內(nèi)蒙古包頭市·高一期末）硅藻土是由無定形組成的，含有少量、及有機(jī)物等雜質(zhì)，通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟多孔。工業(yè)上可按如圖所示流程，用硅藻土制備納米級二氧化硅。請回答下列問題：（1）在加熱條件下加入燒堿溶液時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（2）加入燒堿后過濾所得濾渣的主要成分是___________(填化學(xué)式)。（3）加入過量硫酸后，生成沉淀的離子方程式為___________。（4）若用納米級二氧化硅制成水溶液，則該溶液所具有的性質(zhì)與下列圖片有關(guān)的是___________(填字母)。21．（2020·四川遂寧市·射洪中學(xué)高一期末）“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時代的意義。請回答下列問題：（1）無機(jī)非金屬材料。高純度單晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命”。這種材料可以按下列方法制備：①寫出步驟I的化學(xué)方程式：_______。②步驟II經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3(沸點為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點為57.6℃)和HCl(沸點為-84.7℃)，提純SiHCl3的實驗方法是_______，所用到的玻璃儀器除酒精燈、溫度計、錐形瓶外還需要_______。（2）磁性材料。這種黑色材料含有某種鐵的氧化物，請寫出該氧化物溶于稀硫酸溶液的化學(xué)方程式_______，簡述檢驗所得溶液中較低價態(tài)陽離子的實驗操作方法_______。（3）激光材料。我國是激光技術(shù)先進(jìn)的國家，紅寶石(Al2O3)是最早用于產(chǎn)生激光的材料。請用離子方程式來證明它是一種兩性氧化物：_______、_______。（4）高分子材料。一種新型高效凈水劑[AlFe(OH)nCl6-n]m屬于無機(jī)高分子材料，它廣泛應(yīng)用于生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價為_______。（5）合金材料。取等質(zhì)量的兩份某鎂鋁合金分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生的H2體積分別為100mL、90mL則該合金中鎂，鋁的質(zhì)量之比為_______。（6）消毒材料。棕黃色強(qiáng)刺激性氣體Cl2O為國際公認(rèn)高效安全滅菌消毒劑之一，實驗室可用潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)制取少量Cl2O，補(bǔ)充完整并配平下列反應(yīng)方程式：____。_______Cl2＋_______Na2CO3＋_______=_______NaHCO3＋_______NaCl＋_______Cl2O三、實驗題22．（2021·江西景德鎮(zhèn)市·景德鎮(zhèn)一中高一期末）以粗硅(含硅、硼等)為原料制取四氯化硅(SiCl4)的裝置示意圖如下：已知：①SiCl4遇水易反應(yīng)；BCl3與SiCl4互溶。②高溫下硅、硼與氯氣反應(yīng)后所得物質(zhì)的部分性質(zhì)如表：物質(zhì)SiCl4BCl3沸點/℃57.712.8熔點/℃-70.0-107.2（1）將裝置A中濃鹽酸滴入燒瓶中的操作是___________。（2）裝有粗硅的玻璃管使用石英玻璃的原因是___________；管中生成SiCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________。（3）裝置B中飽和食鹽水的作用是___________。（4）裝置D中收集到的物質(zhì)，可用___________方法分離出純凈的SiCl4。（5）SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。（6）裝置E的儀器名稱是___________，其中所裝藥品作用是___________。23．（2021·南寧市邕寧高級中學(xué)高一期末）（1）根據(jù)二氧化硅的性質(zhì)，寫出下列反應(yīng)或原因相應(yīng)的化學(xué)方程式：①二氧化硅與氧化鈣反應(yīng)______。②實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞的原因是______。③實驗室中不能用玻璃瓶盛放氫氟酸的原因是______。（2）為確認(rèn)HCl、、的酸性強(qiáng)弱，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，一次實驗即可達(dá)到目的(不必選其他酸性物質(zhì))。請據(jù)此回答：①錐形瓶中裝某可溶性正鹽固體，分液漏斗所盛試劑應(yīng)為______。②裝置B所盛的試劑是______，其作用是______。③裝置C中反應(yīng)的離子方程式是______。④由此得到的結(jié)論是酸性：______>______>______。24．（2021·江西撫州市·臨川一中高一期末）碳和硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。（1）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上制備高純硅通常第一步是利用石英砂和焦炭在電弧爐中制粗硅，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________；（2）某同學(xué)為了驗證碳酸和硅酸兩種酸的相對強(qiáng)弱，用圖示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗)?；卮鹣铝袉栴}：①儀器a的名稱：___________________；②打開彈簧夾1，關(guān)閉彈簧夾2，旋開儀器a的活塞滴加鹽酸。一段時間后，A中現(xiàn)象是______________________，原因是__________________________；③關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，D中出現(xiàn)白色膠狀沉淀，X是________(填化學(xué)式)，D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________。25．（2021·南昌市·江西師大附中高一期末）清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一，硅片化學(xué)清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)(如某些有機(jī)物，無機(jī)鹽，金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機(jī)溶劑、雙氧水、濃酸、強(qiáng)堿等。其中去除硅的氧化物，通常用一定濃度的HF溶液，室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面，增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH溶液75～90℃反應(yīng)25～35min，效果良好?；卮鹣铝袉栴}Ⅰ.（1）寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式___，對單晶制絨1990年化學(xué)家Seidel提出了一種的電化學(xué)模型，他指出Si與NaOH溶液的反應(yīng)，首先是Si與OH-反應(yīng)，生成SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4?；诖嗽矸治龇磻?yīng)中氧化劑為___。Ⅱ.在工業(yè)中利用鎂制取硅：2Mg+SiO22MgO+Si，同時有副反應(yīng)發(fā)生：2Mg+SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置：（2）由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固體藥品可選用___(填序號)。a.銅片b.鋅粒c.純堿（3）實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是___。26．（2020·河北石家莊市·石家莊二中高一期末）I.（1）我國最原始的陶瓷約出現(xiàn)在距今12000年前，制作瓷器所用的原料中含有鉀長石，其晶體化學(xué)式是KAlSi3O8，用氧化物形式表示其組成為___；山石英砂可制得粗硅，請寫出相關(guān)化學(xué)方程式___。II.粗硅(含硅、硼等)為原料制取四氯化硅(SiCl4)的裝置示意圖如圖：已知：①SiCl4遇水易反應(yīng)：BCl3與SiCl4互溶。②高溫下硅、硼與氯氣反應(yīng)后所得物質(zhì)的部分性質(zhì)如表物質(zhì)SiCl4BCl3沸點/℃57.712.8熔點/℃-70.0-107.2（2）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___。（3）用濕潤的淀粉KI試紙可以檢驗Cl2，寫出表示該反應(yīng)原理的離子方程式：___。（4）裝置B中應(yīng)裝入的試劑為：___；裝置D中收集到的物質(zhì)，可用___方法分離出純凈的SiCl4。（5）裝置E中應(yīng)裝入的試劑名稱是____，其作用有___、___。四、填空題27．（2021·北京八中烏蘭察布分校高一期末）硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。（1）可用于制作計算機(jī)芯片和太陽能電池的是_______(填化學(xué)式，下同)，光導(dǎo)纖維的主要成分是_______。（2）工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（3）工業(yè)上可利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠，進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_______。（4）高純度單晶硅可以按下列方法制備：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)。寫出步驟①的化學(xué)方程式：_______。28．（2021·河南平頂山市·高一期末）汽車尾氣凈化是解決尾氣排放污染的最有效方法。目前最常用的催化器是使用蜂窩型催化，載體是陶瓷蜂窩體()，其外附載有高比表面積的氧化鋁涂層，其上再浸漬活性組分。一種三效催化劑是常見的汽車尾氣催化劑，其催化劑表面物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：回答下列問題：（1）將灼燒，觀察火焰的顏色為______(填字母)。A．紫色B．黃綠色C．黃色（2）除去MgO中的雜質(zhì)和，可選用的試劑是______(填一種即可)，寫出發(fā)