2024春新教材高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料课后提能训练新人教版必修第二册

第五章第三节A组·基础达标1．(2024·广东揭阳月考)硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是()A．计算机芯片 B．玻璃制品C．石英钟表 D．光导纤维【答案】A2．(2024·广东珠海期中)下列说法正确的是()A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应B．据SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强C．硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是SiD．一般玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的【答案】D【解析】硅酸不溶于水，但是硅酸可以与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，A错误；反应在高温下进行，生成的二氧化碳是气体，SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑的反应是高沸点的物质制取低沸点的物质，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，B错误；石英光导纤维所用的材料是SiO2，C错误；一般玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料经高温烧结而成的，D正确。3．下列叙述中，正确的是()A．自然界中存在大量的单质硅B．石英、水晶的主要成分都是二氧化硅C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应D．自然界中硅元素都存在于石英中【答案】B【解析】自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A错误；二氧化硅的化学性质稳定，C错误；自然界中硅元素主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D错误。4．材料与化学亲密相关。下表中对应关系错误的是()选项材料主要成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C一般水泥、一般玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅【答案】A【解析】刚玉的成分是Al2O3，金刚石的成分是C，A错误。5．下列有关水泥的说法不正确的是()A．制造一般水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土B．生产一般水泥的过程中发生困难的物理和化学改变C．生产一般水泥须要适量石膏D．混凝土指水泥、沙子和碎石等的混合物【答案】A【解析】制造一般水泥的原料中没有纯碱，A错误。6．下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料B．常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在C．SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸【答案】D【解析】晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质，A错误；虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，B错误；SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应，C错误；SiO2不溶于稀盐酸，可运用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，D正确。7．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A．加入过量盐酸，视察是否有气泡冒出B．加入过量烧碱溶液，视察是否有固体溶解C．加热至高温，视察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D．加入过量盐酸搅拌，视察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入NaOH溶液中看其是否溶解【答案】D【解析】SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成。8．(2024·北京西城期末)如图为石墨烯硅太阳能电池结构模型。下列说法中，不正确的是()A．石墨烯属于有机物B．硅是应用广泛的半导体材料C．二氧化硅可用来生产光导纤维D．石墨烯硅太阳能电池可将太阳能转化为电能【答案】A【解析】石墨烯属于碳单质，属于无机物，A错误。9．我国科学家合成的3nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(反抗变形的实力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是()A．它是制造飞机的志向材料 B．它的主要组成元素是碳元素C．它的结构与石墨相像 D．碳纤维复合材料耐高温【答案】C【解析】石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。B组·实力提升10．下列有关说法正确的是()A．CO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成硅酸(H2SiO3)，不是酸性氧化物B．NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C．除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D．粗硅制备时，发生的反应为C＋SiO2=Si＋CO2↑【答案】B【解析】酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，A错误；玻璃的成分中含二氧化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，B正确；二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质，C错误；粗硅制备时的反应原理是2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，需在高温条件下反应，且生成的是CO，而不是CO2，D错误。11．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着亲密的关系。下列说法错误的是()A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．著名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点【答案】A【解析】氧化铁为红色，瓷器青色不是氧化铁形成的，A错误；黏土具有良好的可塑性，可用于烧制陶制品，B正确；陶瓷属于硅酸盐产品，C正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，一般不易与酸碱等物质反应，D正确。12．下列表述正确的是()A．化学家采纳玛瑙研钵研磨固体反应物进行无机溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐B．三峡大坝运用了大量水泥，水泥是新型无机盐非金属材料C．一般玻璃质地透亮，有固定熔点D．太阳能电池可采纳硅材料制作，其应用有利于环保、节能【答案】D【解析】玛瑙的主要成分是SiO2，A错误；水泥是传统硅酸盐材料，B错误；一般玻璃属于混合物，没有固定熔点，C错误。13．硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是____________________。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产一般玻璃的主要原料有____________________________________________________________________。(3)中国芯彰显中国“智”造，芯片的基材主要是高纯硅。如图是一种制备高纯硅的工艺流程图。回答下列问题：①过滤所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能吸附的________________________________________________(填化学式)。②反应Ⅰ的化学方程式是___________________________________________。③反应Ⅱ的基本类型属于__________，该反应要在无氧气环境中进行，缘由是_______________________________________________________(答出一种即可)。④上述生产流程中，可以循环利用的物质是______________(填化学式)。【答案】(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)①MgCl2、HCl②SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2MgO③置换反应在氧气环境中，硅被氧化得不到高纯硅(或在氧气环境中，可能发生爆炸)④HCl【解析】(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，因此得到的金属状物质可能为含有硅、碳的铁合金。(2)生产一般玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。(3)①氧化镁与过量稀盐酸反应生成氯化镁和水，过滤所得粗硅应充分洗涤，以除去表面可能吸附的MgCl2、HCl。②反应Ⅰ是镁与二氧化硅在高温下生成氧化镁和硅，反应的化学方程式为SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2MgO。③反应Ⅱ是四氯化硅与氢气在高温下反应