2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练25硅无机非金属材料

课时跟踪练25硅无机非金属材料[基础巩固]1．(2024·广州执信中学开学考试)文物是承载中华文化的血脉。下列文物的主要材质属于无机非金属材料的是()选项ABCD文物名称明初白釉贴花带盖瓶北宋木雕罗汉像西汉丝质素纱禅衣西汉文帝行玺金印答案：A2．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.高纯硅可以制成计算机、通信设备等的芯片B.硅可以用来生产新型无机非金属材料——光导纤维C.二氧化硅为Si—O共价键形成的三维骨架结构，每个硅原子结合4个氧原子D.氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其化学式为Si3N4解析：选B。A.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A正确；B.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B错误；C.二氧化硅为共价晶体，是由Si—O共价键形成的三维骨架结构，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，故C正确；D.氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其中各元素的原子最外层都达到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，二者原子个数比为3∶4，即化学式为Si3N4，故D正确。3．(2024·江门高三调研)琉璃被誉为中国五大名器之首、佛家七宝之一。下列说法错误的是()A.琉璃若呈淡绿色，其中可能含有Fe元素B.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，一般玻璃属于硅酸盐制品D.琉璃中含许多具有还原性的有色物质，制备过程中应避开接触氯气解析：选B。A.琉璃若呈淡绿色，可能含有亚铁离子，A正确；B.水晶的主要成分是SiO2，B错误；C.一般玻璃属于硅酸盐制品，C正确；D.氯气具有氧化性，琉璃中含有的还原性物质会与其反应，应避开接触，D正确。4．下列材料的特性及用途的说法不正确的是()A.光导纤维传导光的实力很强，是特殊好的通信材料B.氧化铝陶瓷具有两性，不行以用于制作耐高温设备C.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造轴承D.人造刚玉硬度高，可用于制造刚玉球磨机解析：选B。A.光导纤维传导光的实力很强，可以传输光，是特殊好的通信材料，A正确；B.氧化铝陶瓷的熔点很高，可以用于制作耐高温设备，B错误；C.氮化硅陶瓷耐高温、耐磨蚀且不易传热，可用于制造轴承，C正确；D.人造刚玉的主要成分是氧化铝，硬度高，可用于制造刚玉球磨机，D正确。5．下列对石墨烯的推想不正确的是()A.石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧B.石墨烯与石墨都具有导电性C.石墨烯与金刚石互为同素异形体D.石墨烯与石墨都具有较高的熔点解析：选A。石墨烯是只由碳元素形成的单质，能在氧气中燃烧，A错误。6．氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维、碳化硅和石墨烯等都属于新型无机非金属材料。下列说法正确的是()A.碳化硅为分子晶体B.氧化铝陶瓷坩埚可用于熔融氢氧化钠固体C.石墨烯中碳原子接受sp2杂化，未杂化的p电子形成大π键D.航空母舰上的拦阻索所用的特种钢缆属于无机非金属材料答案：C7．工业上以石英砂为原料制取单质硅，其工艺流程图如下：流程一：SiO2eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(纯)流程二：石英砂eq\o(→,\s\up7(④Mg),\s\do5(高温))eq\x(MgO、Mg2Si)eq\o(→,\s\up7(⑤稀盐酸))eq\x(SiH4)eq\o(→,\s\up7(⑥CO2氛围),\s\do5(热分解))eq\x(单质硅)下列有关反应分类说法不正确的是()A.①～④均属于氧化还原反应B.只有①②③属于置换反应C.⑥既属于氧化还原反应又属于分解反应D.⑤中的两个化学反应均属于复分解反应解析：选D。A.①中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②中硅元素化合价上升，属于氧化还原反应；③中硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；④中镁元素化合价上升，属于氧化还原反应，A正确。B.①②③均为单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，B正确。C．⑥为硅烷分解为硅单质和氢气的反应，既属于氧化还原反应又属于分解反应，C正确。D.⑤中Mg2Si与HCl反应生成SiH4和MgCl2的反应属于氧化还原反应，不属于复分解反应，D错误。8．科学家用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na＋CCl4＋SiCl4eq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋8NaCl。下列说法不正确的是()A.SiC和SiO2中Si元素的化合价相同B.上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物C.SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应D.一维SiC纳米棒的比表面积大，对微小粒子有较强的吸附实力解析：选B。SiC和SiO2中Si元素的化合价均为＋4价，A项正确；SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，B项错误；SiO2制备单质Si需加入还原剂，单质Si制备SiCl4需加入氧化剂，C项正确；一维SiC纳米棒的比表面积大，对微小粒子有较强的吸附实力，D项正确。9．(2024·中山高校附中阶段检测)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有确定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。试验室测定水泥熟料中钙含量的过程如下：(1)在分解水泥熟料的过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________________，还可运用________________________________________________________________________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________。(3)加氨水过程中加热的目的是________________________。沉淀B的主要成分为________(填化学式，下同)、________。答案：(1)将水泥样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF=SiF4↑＋3H2O)(3)防止胶体生成，易于沉淀分别Al(OH)3Fe(OH)310．硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创建了一个又一个奇迹。(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以接受化学气相沉积法，在H2的疼惜下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________。(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：①净化N2和H2时，铜屑的作用是____________________，硅胶的作用是____________。②在氮化炉中发生反应3SiO2(s)＋2N2(g)=Si3N4(s)＋3O2(g)ΔH＝－727.5kJ·mol－1，起先时，严格限制氮气的流速以限制温度的缘由是__________________________________________________________；体系中要通入适量氢气的缘由是__________________________________________________________。③X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。解析：(1)依据原子个数守恒可写出化学方程式3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。(2)①由于氧气和水蒸气都能腐蚀氮化硅，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水蒸气。②因为该反应是放热反应，假如温度过高，局部过热，会导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触；通入氢气能将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。③由于工业用硅中含有铜的氧化物，在反应中氧化铜能被还原生成铜，因此要除去铜应当选择硝酸，盐酸和硫酸不能溶解铜，氢氟酸能腐蚀氮化硅。答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①除去原料气中的氧气除去水蒸气②该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去(或将整个体系中空气排尽)③硝酸[素养提升]11．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程。下列说法正确的是()A.SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应，属于两性氧化物B.向Na2SiO3溶液中通入过量的CO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)C.图中全部反应均为非氧化还原反应D.硅胶可用作食品干燥剂答案：D12．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。用稻壳灰(SiO2：65%～70%；C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程如下：下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生变更D.反应器中发生的反应为氧化还原反应解析：选A。A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，副产品活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价未发生变更，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反应没有元素化合价的变更，属于非氧化还原反应，错误。13．由粗硅制备硅烷(SiH4)的基本流程如下：已知：反应Ⅰ的化学方程式为Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋X，反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋Yeq\o(=,\s\up7(高温))Si＋3HCl。下列说法不正确的是()A.X和Y为同一种物质B.SiH4的稳定性比NH3的强C.流程中的4个反应均属于氧化还原反应D.反应Ⅳ中SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4解析：选B。A项，依据题给反应Ⅰ、Ⅱ的化学方程式和原子守恒可得，X、Y为同一种物质(H2)，A正确；B项，元素非金属性越强，简洁气态氢化物的稳定性越强，非金属性：N>Si，故稳定性：NH3>SiH4，B错误；C项，依据图示可知，流程中的4个反应均属于氧化还原反应，C正确；D项，反应Ⅳ的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl=SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2，SiH4、NH3两种气体在常温常压下的体积之比为1∶4，D正确。14．化合物A由三种短周期元素组成，某爱好小组进行了如下试验：已知：气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为672mL；固体甲为常用的耐火材料，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂。(1)A的组成元素为________(用元素符号表示)，A的化学式为________。(2)写出A溶于盐酸的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出气体甲与NaOH(aq)反应的离子方程式：_______________________________________________________。(4)写出向溶液乙中通入少量CO2气体发生反应的化学方程式：__________________________________________________________。(5)高温下A与足量氯气能发生猛烈爆炸，生成三种常见化合物，试写出相应的化学方程式：_____________________________。解析：2.52gA中加入20mL3mol/L盐酸发生反应生成的气体甲为纯净物且只含两种元素，在标准状况下的体积为672mL(物质的量为eq\f(0.672L,22.4L/mol)＝0.03mol)，气体甲和120mL1mol/L氢氧化钠溶液恰好完全反应生成气体单质乙和溶液乙，溶液乙为建筑行业中常用的黏合剂，溶液乙为硅酸钠溶液，说明A中含硅元素、氢元素；溶液甲只含一种溶质，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化物白色沉淀，加热得到的白色固体甲为常用的耐火材料，固体甲应为MgO，白色沉淀为Mg(OH)2，可推断溶液甲中含Mg元素，为MgCl2溶液，n(Mg)＝eq\f(1.20g,40g/mol)＝0.03mol。