5.3无机非金属材料-高一化学讲义习题（人教版2019）

第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料1.了解硅元素及其化合物在自然界的存在，知道晶体硅是良好的半导体材料，能说出它的主要用途；2.了解硅酸盐的组成，学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法，知道硅酸钠的性质和用途。玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。知识点一硅酸盐材料知识点二新型无机非金属材料知识点一硅酸盐材料原料设备1陶瓷_黏土_——2玻璃_石英砂、石灰石、纯碱_玻璃窑3水泥石灰石、黏土_水泥回转窑1.硅酸盐材料历史悠久，用途广泛，下列物质中不属于硅酸盐材料的是A．玻璃B．陶瓷C．水晶D．水泥【答案】C【解析】硅酸盐材料历史悠久，用途广泛，传统的硅酸盐材料是玻璃、陶瓷、水泥，水晶主要成份是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，C符合题意。2.（2023—2024河北邢台联考期中）“四面天成体，硅酸不二盐。合分催化易，贵贱识瑕难。粉碎出新质，熔融弃旧观。单晶福四海，共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是A．硅酸盐主要以正盐形式存在B．硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体C．硅晶体用于制作光导纤维D．大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点【答案】C【解析】硅酸盐主要以正盐形式存在，A正确；在硅酸盐结构中,每个Si一般被4个O所包围，构成[SiO4]4四面体，B正确；硅晶体用于制作计算机芯片、太阳能电池板，二氧化硅用于制作光导纤维，C错误；硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体，硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、耐高温、耐腐蚀的特点，D正确。3.（2023—2024四川广安二中高一期中）下列有关说法不正确的是A．水泥和普通玻璃的制取都要用石灰石做原料B．工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅C．碱性溶液保存不能用玻璃塞，氢氟酸保存在塑料瓶中D．常温下，硅的化学性质稳定，故自然界中的硅大部分以游离态的形式存在【答案】D【解析】制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，所以生产水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，A正确；工业上常用焦炭高温还原石英砂制备粗硅，另一产物是一氧化碳，B正确；碱性溶液与二氧化硅反应生成硅酸盐，碱性溶液保存在带橡胶塞的玻璃瓶中，氢氟酸会与二氧化硅反应，则应该保存在塑料瓶中，C正确；常温下，硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，D错误。4.青釉瓷是中国最早出现的一种瓷器，分析青釉瓷器文物发现：主体是石英，还有一定量的莫莱石(3Al2O3·2SiO2)及少量的Fe2O3、CaO和MgO。下列说法正确的是A．石英晶体存在硅氧四面体顶角相连的螺旋长链结构B．陶瓷是由氧化物组成的传统无机非金属材料C．CaO遇水会生成Ca(OH)2，所以青釉器不可盛水D．青釉瓷器呈青色是因为瓷体中含有Fe2O3【答案】A【解析】石英晶体是以硅氧四面体()为基本结构单元，顶角相连形成螺旋长链结构，A正确；陶瓷的主要成份是硅酸盐，只是表示成氧化物形式，B错误；微量的CaO与硅酸盐在高温下熔合，但不能与水反应，陶瓷可以盛水，C错误；Fe2O3是红棕色粉末状固体，青釉瓷的青色与Fe2O3无关，D错误。5.（2023—2014湖南邵阳邵东市第一中学高一期末）下列有关硅及其化合物的叙述错误的是A．水晶、玛瑙、电子芯片等主要成分都是SiO2B．水玻璃是制备硅胶和木材防火剂的原料C．碳化硅俗称金刚砂，可用作砂纸和砂轮的磨料D．水泥、玻璃、陶瓷是三大传统硅酸盐产品【答案】A【解析】电子芯片的主要成分是硅单质，A错误；水玻璃可用于制备木材防火剂，水玻璃与强酸反应可制备硅胶，B正确；碳化硅俗称金刚砂，其硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，C正确；传统三大硅酸盐产品为水泥、玻璃、陶瓷，D正确。知识点二新型无机非金属材料1、硅和二氧化硅（1）硅在自然界以硅酸盐和氧化物的形式存在，单质硅导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。（2）粗硅的制取：SiO2+2Ceq\o(,\s\up7(高温))Si+2CO↑。（3）高纯度硅的制取：第一步：工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至1800~2000℃而制得纯度为95%~99%的粗硅；第二步：三氯氢硅的合成，三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中（300℃）进行合成的。第三步：提纯三氯氢硅和高纯氢混合后，通入1100℃还原炉内进行反应，即可得到硅。涉及的方程式分别为：_SiO2+2Ceq\o(,\s\up7(1800—2000℃))Si+2CO↑、Si+3HCleq\o(,\s\up7(300℃))SiHCl3+H2、SiHCl3+H2eq\o(,\s\up7(1100℃))Si+3HCl。2、新型陶瓷（1）新型陶瓷在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，进一步拓展了陶瓷的应用领域。（2）碳化硅俗称金刚砂，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似于金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达到1600℃，大大超过了普通金属所能承受的温度，可以用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。3、碳纳米材料（1）碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。（2）富勒烯是由碳原子的构成的一系列笼型分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物。（3）石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，他的特点是电阻率低、热导率高，具有很高的强度。1.下列说法正确的是A．二氧化硅溶于水显酸性B．二氧化碳通入水玻璃无明显现象C．工业上用单质SiO2作半导体材料D．除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体，可选用的试剂是酸性高锰酸钾溶液【答案】D【解析】二氧化硅不溶于水，也不与水反应，A错误；二氧化碳与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3和Na2CO3，H2SiO3不溶于水，呈胶状，则产生胶状物质，有明显现象，B错误；单质硅导电性介于导体与绝缘体之间，可作半导体材料，SiO2不具有此性质，C错误；二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，二氧化碳不具有此性质，则可选用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体，D正确。2.（2023—2024辽宁沈阳联考一模）近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如下图。已知：。下列说法中错误的是A．点燃镁条引发反应的过程中，涉及两种晶体类型的变化B．氛围是为了阻止被二次氧化和自燃C．操作2为用去离子水洗涤并烘干D．镁粉生成和的混合物，转移电子【答案】A【解析】根据分析，点燃镁条引发反应的过程中发生的反应为：，，涉及到金属晶体、共价晶体、分子晶体类型的变化，A错误；氛围是为了阻止被二次氧化和自燃，B正确；根据分析，操作2为用去离子水洗涤并烘干，C正确；镁粉生成和的混合物，Mg由0价全部变为+2价，转移电子，D正确。3.（2023—2024云南昆明统考期末）化学与工业、农业生产和日常生活密切相关。下列叙述错误的是A．塑料的合成原料来自石油，“禁塑令”的颁布有利于减少CO2的排放B．华为Mate30的芯片麒麟990主要原材料是硅C．铁路建设所需的大量水泥属于新型无机非金属材料D．豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把N₂转化为氮的化合物【答案】C【解析】石油的主要成分是碳氢化合物，“禁塑令”的颁布有利于减少CO2的排放，A不符合题意；硅属于半导体，华为Mate30的芯片麒麟990主要原材料是硅，B不符合题意；水泥是传统硅酸盐产品，属于传统无机非金属材料，C符合题意；豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把氮气转化为氮的化合物，属于生物固氮，D不符合题意。4.（2023—2024河北张家口尚义县第一中学校联考）化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是A．“神舟17号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料B．北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为SiC．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法D．二硫化钼是我国科学家自主研制的能导电、能储存能量的二维材料，这种材料属于新型有机功能材料【答案】D【解析】高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；芯片的主要成分为，B正确；镁活泼性强，与热水器金属内胆接触，再与自来水形成原电池结构，镁做负极消耗，使内胆免于锈蚀，原理是电化学保护法的牺牲阳极法，C正确；二硫化钼属于无机物，不属于新型有机功能材料，属于新型无机非金属材料，D错误。5.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅及其化合物的叙述错误的是A．氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其化学式为Si3N4B．高纯硅可以制成计算机、通信设备等的芯片C．硅可以用来生产新型无机非金属材料——光导纤维D．二氧化硅为立体网状结构，每个硅原子结合4个氧原子【答案】C【解析】氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，氮化硅中各元素的原子最外层达到8电子稳定结构，Si原子最外层电子数为4，N原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，则二者个数比值为3∶4，其化学式为Si3N4，A正确；高纯硅具有良好的半导体性能，可以制成计算机、通信设备等的芯片，故B正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故C错误；二氧化硅为原子晶体，为立体网状结构，其晶体中每个硅原子结合4个氧原子，每个氧原子结合2个硅原子，硅原子和氧原子个数之比为1∶2，D正确。探究一单质硅、二氧化硅及其硅酸盐的性质1．硅的化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼。加热时可与一些非金属及其他物质反应。(1)常温下，除能与氟气、氢氟酸和强碱反应外，硅不与氧气、氯气、硫酸、硝酸、盐酸等其他物质发生反应。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)加热时，硅能与氧气、氯气等反应，也能与碳反应（3）硅的制备硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：3.硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的特殊性质物质一般规律硅及其化合物的特性Si硅的还原性大于碳2C＋SiO2Si＋2CO↑非金属单质与强碱溶液反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2非金属一般不与非氧化性酸反应Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑非金属单质一般为绝缘体硅为半导体，常用于电子部件SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸SiO2不溶于水，也不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律，H2CO3的酸性大于H2SiO3但以下反应不符合此规律Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸和原硅酸均难溶于水硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3，水溶液称水玻璃、泡花碱【例1】（2023—2024宁夏石嘴山平罗中学高一期中）下列有关硅及其化合物的叙述错误的是A．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料B．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液C．硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，且硅酸不溶于水D．Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，可用作防火材料【答案】B【解析】硅单质的导电能力比金属单质弱，但比绝缘体强，所以硅单质是良好的半导体材料，A正确；NaOH能与SiO2反应，生成黏性物质硅酸钠，将瓶塞与瓶口黏在一起，所以不可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液，B错误；Si的非金属性弱于C的，故硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，且硅酸不溶于水，C正确；Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，木材和织物用水玻璃浸泡后既可防腐又不易着火，所以可用作防火材料，D正确。探究二碳与硅及其化合物的比较1、CO2和SiO2的比较物质二氧化碳二氧化硅主要物理性质熔沸点低高溶解性可溶不溶化学性质与水反应CO2+H2OH2CO3不反应与酸反应不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O与碱反应（NaOH）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或CO2+NaOH=NaHCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞与盐的反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑与碱性氧化物的反应与Na2O反应：CO2+Na2O=Na2CO3与CaO的反应：SiO2+CaO=CaSiO32、硅酸与碳酸的对比（1）硅酸二氧化硅对应的水化物是硅酸。①硅酸为白色固体，难溶于水。②酸性极弱，比碳酸还弱，不能使指示剂发生变色，只能与强碱反应，例如：H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O③硅酸不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：H2SiO3SiO2+H2O=4\*GB3④制备：由于二氧化硅不能与水化合，所以制备硅酸时只能使用间接的方法，如向Na2SiO3溶液中滴加盐酸或通入CO2气体等，利用的原理都是：强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐。如：CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3（2）碳酸二氧化碳对应的水化物是碳酸(H2CO3)，碳酸的酸性很弱(但比H2SiO3强)，且很不稳定。H2CO3=H2O＋CO2↑因此，有关碳酸的化学反应通常用二氧化碳和水来代替。【例2】下列叙述正确的是A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B．依据，推测硅酸的酸性比碳酸强C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【答案】C【解析】CO2和SiO2都是酸性氧化物，化学性质相似，但物理性质差别很大，A错误；硅酸的酸性比碳酸弱，这个反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系，B错误；CO2和SiO2与碳反应时，CO2和SiO2中C、Si的化合价均下降，故都作氧化剂，C正确；SiO2与碱反应生成盐和水，与HF反应不能生成盐，所以SiO2没有两性，它属于酸性氧化物，D错误。探究三硅酸盐及其组成的表示1．硅酸盐由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。2．硅酸钠：硅酸钠水溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。3．硅酸盐常用的表示法——氧化物法硅酸盐通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：（1）氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。（2）氧化物之间以“·”隔开。（3）氧化物前的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。（4）化学计量数配置出现分数时应化为整数。例如：高岭土：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaO·3MgO·4SiO2沸石：Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O滑石：3MgO·4SiO2·H2O长石：K2O·Al2O3·6SiO2（长石KAlSi3O8不能写成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2）。【例3】汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确是()A．用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2C．易溶于强酸、强碱D．性质稳定，不易褪色【答案】C【解析】“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。“汉紫”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。1.（2023—2024广东深圳外国语学校期中）中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列之物据其主要由硅酸盐材料制成的是A．树皮、麻布造纸B．竹木简牍C．西周兽面纹青铜盉D．铜官镇出土的彩瓷A．AB．BC．CD．D【答案】D【解析】树皮、麻布造纸的主要化学成分均为纤维素，A错误；竹木简牍的主要化学成分均为纤维素，B错误；兽面纹青铜盉的主要成分是金属，C错误；彩瓷的主要成分是硅酸盐，D正确。2.因为华裔科学家高锟以及两名美国科学家WillardBoyle和GeorgeSmith在光纤和半导体领域上的开创性研究，他们共同获得了2009年诺贝尔物理学奖。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是A．作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近B．二氧化硅是制备光导纤维的原料，光导纤维遇盐酸会“短路”C．硅单质除可用作半导体材料外，还可用于制作电脑芯片D．工业上，利用二氧化硅热还原法冶炼硅【答案】B【解析】硅位于周期表中金属与非金属分界线附近，可以作半导体材料，A正确；二氧化硅是制备光导纤维的原料，二氧化硅能与碱液反应，因此光导纤维遇碱会“短路”，SiO2与盐酸不反应，B错误；计算机芯片的主要成分是硅单质，C正确；工业上，用焦炭在高温下还原二氧化硅得到粗硅，粗硅经过精炼提纯得到高纯度硅，D正确。3.下列说法正确的是A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位【答案】D【解析】用于光纤通讯的光导纤维是二氧化硅而不是硅，A错误；氢氟酸能刻蚀玻璃，盐酸不与石英反应，B错误；瓷盘是硅酸盐制品，水晶的主要成分为二氧化硅，C错误；硅是构成矿物和岩石的主要元素，氧在地壳中的含量是第一位，硅在地壳中含量是第二位，D正确。4.硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。下列说法正确的是A．二氧化硅晶体的基本结构单元是四面体B．的水溶液俗称水玻璃，要用玻璃塞的试剂瓶盛装C．黏土主要成分可表示为，因此可以溶于稀碱溶液D．硅胶主要成分是硅酸盐，常用作干燥剂【答案】A【解析】二氧化硅晶体中，每个Si原子与4个O原子以共价单键相连，构成四面体结构，其基本结构单元是，A正确；的水溶液俗称水玻璃，若用玻璃塞的试剂瓶盛装，则会将瓶塞与瓶口粘在一起，难以打开，所以应使用橡皮塞，B错误；黏土中还含有其它杂质，不溶于稀碱溶液，C错误；硅胶是一种粒状的二氧化硅水合物，主要成分是二氧化硅，而不是硅酸盐，D错误。5.下列关于硅的说法中，不正确的是A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应【答案】C【解析】硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属，A正确；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，B正确；硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，C错误；加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应，D正确。6.下列生活、生产中用到的材料属于新型无机非金属材料的是A．玻璃钢B．纯碱C．压电陶瓷D．钢化玻璃【答案】C【解析】玻璃钢属于复合材料，A错误；纯碱是碳酸钠，不属于新型无机非金属材料，B错误；压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于新型无机非金属材料，C正确；钢化玻璃属于传统无机非金属材料，D错误。7.（2023—2024宁夏银川二中期中）青石棉是一种有害物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO，下列叙述正确的是A．青石棉是一种新型的无机非金属材料B．青石棉的化学组成可表示为：C．1mol青石棉能使1molHNO3被还原D．青石棉中含有一定量的石英晶体【答案】C【解析】青石棉属于无机非金属材料，但不是新型材料，A错误；正确的表示应该为：，B错误；1mol青石棉中有3mol的+2价铁，能失去3mol电子，将1mol硝酸还原为一氧化氮，C正确；青石棉改写的时候可以写成由氧化物组成的，但不一定含有石英晶体，D错误。8.（2023—2024广东江门统考）琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一，琉璃的发源地在山西，早在春秋战国时期就已出现，世有“晋地琉璃遍天下”一说。下列说法错误的是A．琉璃若呈淡绿色，其中可能含有FeB．琉璃烧制材料中含有色水晶，水晶的主要成分是SiC．部分琉璃工艺由玻璃艺术演化而来，普通玻璃是硅酸盐制品D．琉璃中含许多具有还原性的有色物质，制备过程中应避免接触氯气【答案】B【解析】琉璃若为淡绿色，可能含有亚铁离子，含有Fe，A正确；水晶的主要成分是SiO2，B错误；普通玻璃属于硅酸盐制品，C正确；氯气具有氧化性，玻璃中含有的还原性物质会与其反应，应避免接触，D正确。9.（2023—2024四川德阳什邡中学高一月考）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，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，下列有关说法中正确的是A．玻璃的主要成分为、和B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐【答案】C【解析】制玻璃的主要材料纯碱、石灰石、石英砂，即、和，A错误；生产玻璃过程不会用到黏土，B错误；硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高，C正确；石英砂主要成分为SiO2，黏土的主要成分均为硅酸盐，D错误。10.（2023——2024山东泰安一中月考）化学与生产，生活及科技发展有着紧密的联系。下列说法正确的是A．战国水晶杯的主要成分是硅酸盐B．空间站使用了石墨烯存储器，石墨烯与金刚石互为同位素C．飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料，耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料D．清华大学打造的“天机芯”的主要成分与光导纤维不同【答案】D【解析】水晶的主要成分是二氧化硅、不是硅酸盐，A错误；石墨烯与金刚石是C元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体、不互为同位素，B错误；飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料，属于新型无机非金属材料，C错误；“天机芯”的主要成分为单晶硅，光导纤维的主要成分为二氧化硅，二者不同，D正确。11.（2023—2024四川成都石室中学校考开学考试）化学与生活有着密切联系，下列关于化学与生活的说法正确的是A．玻璃和陶瓷都属于硅酸盐材料，两者的原料中都有石灰石B．燃煤过程中加入生石灰可以有效减少酸雨的形成C．硅胶、生石灰、还原铁粉均可用于防止食品被氧化而变质D．晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，可用于制造光导纤维【答案】B【解析】生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英，陶瓷由黏土高温烧制而成，黏土的主要成分是硅酸盐，A错误；燃煤时加入生石灰与二氧化硫反应生成硫酸钙，可以减少二氧化硫的排放，减少酸雨的形成，B正确；硅胶、生石灰可作干燥剂，不具有还原性，只有还原铁粉是防止食品氧化变质，C错误；光导纤维的成分是二氧化硅，不是晶体硅，晶体硅主要用作半导体，D错误。12.（2023—2024江西南昌十中高一月考）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的反应说明是酸性氧化物C．步骤II中的稀硫酸可用来代替D．步骤III若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行【答案】D【解析】由化学工艺流程可知，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，则X是硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，则Y是硅酸，硅酸灼烧分解生成二氧化硅。X是硅酸钠溶液，硅酸钠溶液具有阻燃性，可用作木材、纺织品的防火剂和防腐剂，A正确；步骤I的反应为二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，说明是酸性氧化物，B正确；步骤II的反应是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，反应的化学方程式为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，碳酸的酸性都强于硅酸，硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，故稀硫酸可用来代替，C正确；步骤Ⅲ为硅酸灼烧分解生成二氧化硅，灼烧固体应在坩埚中进行，D错误。13.纯二氧化硅可用如图流程制得。下列说法不正确的是粗SiO2XYSiO2A．X可用作木材防火剂B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行【答案】D【解析】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。X为硅酸钠溶液，不燃烧，可用作木材防火剂，A正确；步骤Ⅱ中硅酸钠与硫酸反应生成硅酸和硫酸钠，反应的方程式为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，C正确；步骤Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，D错误。14.无机非金属材料与人类社会的发展与进步息息相关，硅元素更是无机非金属材料的主角，地壳质量的90%以上是二氧化硅和硅酸盐。回答下列问题：(1)烧制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂，它们在玻璃窑中发生化学变化生成CaSiO3和Na2SiO3的化学方程式为、。(2)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后，进一步脱水处理可得到硅胶，请设计实验验证水玻璃与盐酸反应产生少量硅酸时，形成的分散系属于胶体：(写出实验操作、现象和结论)。(3)制备陶瓷和普通水泥都需要以黏土为原料，黏土的主要成分是铝硅酸盐。某种黏土的主要成分为Al2Si2O5(OH)4，将其表示为氧化物的形式为aAl2O3·bSiO2·cH2O，则a：b：c=。(4)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3高纯度单晶硅①写出SiO2转化为Si(粗)的化学方程式：。②SiHCl3被H2还原为Si(纯)的基本反应类型为。③写出高纯度单晶硅在信息技术或新能源技术等领域的应用：(任写一种)。(5)SiO2属于氧化物，试用任一离子方程式说明。(6)向盐酸中逐滴滴加制得的硅酸钠溶液，当pH达到6~7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5~100nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于(选填“溶液”“浊液”或“胶体”)，可以通过来鉴别。(7)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品不属于硅酸盐的是(填序号)。①玻璃②石英玻璃③陶瓷④硅芯片⑤砖瓦⑥水泥⑦光导纤维(8)0.1mol与0.05mol在高温下充分反应，可生成标准状况下气体L。(9)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。月球上的主要矿物有辉石[]和橄榄石[])等，则辉石[]的氧化物形式可表示为，斜长石[](填“难”或“易”)溶于水，1mol完全溶解于盐酸中消耗溶质HClmol。【答案】(1)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑(2)取一定量待测液于烧杯中，将烧杯置于暗处，用激光笔照射，液体中出现一条光亮的通路，证明此时的分散系属于胶体(3)1：2：2(4)SiO2+2C2CO↑+Si置换反应芯片或太阳能电池(5)酸性(6)胶体丁达尔效应(7)②④⑦(8)11.2(9)CaO·MgO·2SiO2难4【解析】（1）烧制普通玻璃的原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英砂(SiO2)，它们在玻璃窑中发生化学变化生成CaSiO3和Na2SiO3的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；（2）可以用丁达尔效应来鉴别胶体，实验操作、现象和结论为：取一定量待测液于烧杯中，将烧杯置于暗处，用激光笔照射，液体中出现一条光亮的通路，证明此时的分散系属于胶体；（3）某种黏土的主要成分为Al2Si2O5(OH)4，将其表示为氧化物的形式为Al2O3·2SiO2·2H2O，则a：b：c=1：2：2；（4）①SiO2和C单质反应生成Si(粗)，化学方