2024-2025学年新教材高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料作业含解析新人教版必修2

PAGE7-第三节无机非金属材料合格考过关检验1.下面几种物质中含有硅单质的是()。A.玛瑙 B.光导纤维C.太阳能电池板 D.水晶答案:C解析:硅用于制太阳能电池板材料,玛瑙是SiO2,水晶和光导纤维的主要成分都是SiO2。2.下列关于硅的叙述正确的是()。A.由于硅的化学性质很稳定,故自然界中存在大量的单质硅B.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料,其应用有利于环保、节能C.硅即使在高温下也难与O2等反应D.硅与全部的酸都不反应答案:B解析:硅在自然界中全部以化合态存在,A不正确;硅在高温下能与氧气发生反应生成SiO2,C不正确;硅能与氢氟酸反应,D不正确。3.下列说法正确的是()。A.制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱B.一般玻璃是绝缘体,这种透亮的固体物质是混合物,无固定的熔点C.一般玻璃俗称水玻璃D.硅酸盐工业运用的每一种原料都含有硅元素答案:B解析:制取玻璃的原料中有纯碱,而制取水泥的原料中没有纯碱,A项错误;一般玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,是混合物,没有固定的熔点,B项正确;一般玻璃和水玻璃的成分不同,水玻璃不是一般玻璃的俗名,C项错误;制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石,石灰石中不含有硅元素,D项错误。4.下列叙述正确的是()。①高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅②SiO2与酸、碱均不反应③二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器④SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应⑤CO2与SiO2化学式相像,物理性质也相同A.①②③B.②③C.①④D.①②③④⑤答案:C解析:②项,SiO2与HF、强碱均反应;③项,用石英制造的耐酸容器不能用于盛放氢氟酸;⑤项,CO2、SiO2的结构不同,物理性质不同。5.石英砂(主要成分为SiO2)是一种常用工业原料,其中常混有少量碳酸钙。要除去石英砂中的少量碳酸钙,应采纳的方法是()。A.用水溶解后过滤分别B.用稀硫酸溶解后过滤分别C.用酒精灯加热D.用稀盐酸溶解后过滤分别答案:D解析:CaCO3可溶于盐酸,而石英砂与盐酸不反应,D正确;留意B中CaCO3与H2SO4反应生成CaSO4,CaSO4会附着在CaCO3表面,阻挡反应的进行,故B错误。6.制玻璃和制水泥的工业生产中,都须要原料()。A.Na2CO3 B.CaCO3C.SiO2 D.黏土答案:B解析:制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英,制水泥的主要原料是黏土和石灰石,两种工业生产中都须要CaCO3。7.下列各物质中,属于新型无机非金属材料的是()。A.高强度水泥 B.钢化玻璃C.氧化铝陶瓷 D.锌铜合金答案:C解析:氧化铝陶瓷属于透亮陶瓷的一种,属于新型无机非金属材料,所以选择C。水泥、玻璃都属于传统的硅酸盐材料,其中钢化玻璃是把一般玻璃高温软化,快速降温获得的机械强度增大的玻璃,成分还是硅酸盐。锌铜合金属于金属材料。8.为除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质),请选用下列供应的试剂和操作,将标号填在表内。试剂:A.盐酸B.烧碱溶液C.氧气D.水E.二氧化碳F.不用其他试剂操作:①加热燃烧②加热熔融③充分加热④过滤⑤结晶物质试剂操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)答案:(1)F③(2)A④(3)C①(4)D④⑤解析:除杂的一般原则是:①引入试剂一般只与杂质反应;②后续试剂能除去过量的前一试剂;③不引入新杂质;④杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分别;⑤尽可能将杂质转化为所需物质;⑥加入试剂依次要合理。9.无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。(1)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现Na2SiO3的用途可作的原料。

(2)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。

工艺师常用(填物质名称)来雕刻玻璃。

(3)水泥是重要的工业原料,具有性,与水掺和搅拌并静置后,很简单凝固变硬。

(4)熔融烧碱应选用的坩埚是。

A.铁坩埚 B.玻璃坩埚C.石英坩埚 D.瓷坩埚答案:(1)防火剂(2)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O氢氟酸(3)水硬(4)A解析:(1)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”,它具有阻燃的功能,因此可作防火剂。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸,因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)水泥具有水硬性。(4)玻璃坩埚、石英坩埚、瓷坩埚中均含SiO2,SiO2与烧碱反应。等级考素养提升1.(双选)下列有关硅的叙述中,正确的是()。A.工业上通常以SiO2为原料,用氧化剂与其反应制备单质硅B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在全部的元素中居其次位C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料答案:BD解析:A项,工业上制单质Si的反应为SiO2+2CSi+2CO↑,C为还原剂,错误;B项,硅在地壳中的含量在全部的元素中居其次位,正确;C项,硅在自然界中都以化合态存在,错误。2.赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的,这种物质是()。A.硫酸 B.烧碱 C.盐酸 D.氢氟酸答案:D解析:氢氟酸能与二氧化硅反应,常用于雕刻玻璃,答案选D。3.据报道,科学家通过对稻壳进行限制性焚烧热解,从中提取出一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量这种材料掺入混凝土中,即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是()。A.二氧化硅溶于水生成硅酸,所以二氧化硅属于酸性氧化物B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸的强D.水晶是比较纯净的二氧化硅,沙子的主要成分是硅酸盐答案:B解析:二氧化硅为酸性氧化物,但其不溶于水,A错误;硅酸的酸性比碳酸的弱,C错误;沙子的主要成分是二氧化硅,D错误。4.(双选)由二氧化硅制备高纯硅的流程如下,下列推断错误的是()。A.只有反应①③属于氧化还原反应B.H2和HCl均可循环利用C.SiO2是一种熔点较高的固体D.SiHCl3的摩尔质量为135.5g答案:AD解析:反应①为SiO2+2CSi+2CO↑,反应②为Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,反应③为SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl,三个化学方程式中元素的化合价均发生改变,均属于氧化还原反应,故A错误;由生产高纯硅的流程示意图可知,H2和HCl既是反应物,又是生成物,所以H2和HCl均可重复利用,故B正确;SiO2是硬度大、熔点高的固体,故C正确;SiHCl3的摩尔质量为135.5g·mol-1,故D错误。5.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发觉和运用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备(已知SiHCl3能与H2O猛烈反应):SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)下列说法正确的是()。A.步骤①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑B.步骤①②③中每生成或消耗1molSi,转移4mol电子C.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应D.SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的HCl(沸点为-84.7℃),通过蒸馏或分馏的方法可提纯SiHCl3答案:D解析:A项,步骤①的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,错误;B项,步骤②③中每生成或消耗1molSi,转移2mol电子,错误;C项,硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气,错误;D项,SiHCl3能与H2O猛烈反应,HCl极易溶于水,故可通过蒸馏或分馏的方法提纯SiHCl3,正确。6.指出下列反应中二氧化硅所表现的化学性质或作用,在A~E选项中选择正确答案填入括号内。①2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O()②SiO2+2CSi+2CO↑()③SiO2+3CSiC+2CO↑()④SiO2+4HFSiF4↑+2H2O()⑤SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑()A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被刻蚀B.氧化性C.酸性氧化物的通性D.与挥发性酸性氧化物的盐反应得挥发性酸性氧化物E.氧化还原反应中Si的化合价没变答案:①C②B③E④A⑤D解析:①反应生成Na2SiO3和H2O,体现了SiO2酸性氧化物的性质;②反应中,C做还原剂,SiO2做氧化剂,表现出弱氧化性;③反应是氧化还原反应,C既是氧化剂,又是还原剂,Si的化合价没变;④在常温下,SiO2可以与氢氟酸反应生成挥发性的SiF4,可利用此反应雕刻玻璃;⑤反应表现SiO2高沸点(难挥发)的性质。7.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅ⅱ.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2ⅲ.SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅已知SiHCl3能与H2O猛烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题:(1)第ⅰ步制备粗硅的化学方程式为。

(2)用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):①装置B中的试剂是。装置C中的烧瓶须要加热,其目的是。

②反应一段时间后,装置D中视察到的现象是,装置D不能采纳一般玻璃管的缘由是,装置D中发生反应的化学方程式为。

③为保证制备纯硅试验的胜利,操作的关键是检查试验装置的气密性,限制好反应温度以及。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是(填字母)。

a.碘水 b.氯水c.NaOH溶液 d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑(2)①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化②有固体物质生成在反应温度下,一般玻璃会软化SiHCl3+H2Si+3HCl③排尽装置中的空气④bd解析:(1)依据题给信息,粗硅可以用碳还原二氧化硅的方法来制得,故反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。(2)①因S