无机非金属材料(A级基础练)(人教版2019必修第二册)(解析版)

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（限时：20分钟）一、选择题1．（2021·甘肃兰州市·兰州一中高一期末）高质量的沙子可用于制造光纤，沙子的主要化学成分是（）A．NaBr B．SiO2 C．MgCl2 D．KI【答案】B【详解】二氧化硅可以制造光纤，沙子的主要成分是二氧化硅，故答案为B。2．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于（）A．氧化铝 B．二氧化硅 C．硅酸盐 D．合金【答案】C【详解】唐三彩、秦兵马俑制品由粘土经高温灼烧而成，属于硅酸盐产品。故选C。3．下列试剂需要盛放在带橡胶塞的试剂瓶中的是()A．烧碱溶液 B．食盐水 C．氯化铝溶液 D．硫酸钠溶液【答案】A【详解】A．烧碱溶液能够与玻璃中的SiO2反应产生具有粘性的Na2SiO3而将玻璃塞与试剂瓶黏在一起，因此需要盛放在带橡胶塞的试剂瓶中，A符合题意；B．食盐水与试剂瓶中的成分不能发生反应，因此对试剂瓶的瓶塞无要求，可以使用玻璃塞，也可以使用橡胶塞，B不符合题意；C．氯化铝溶液显酸性，与试剂瓶的成分不能反应，可以使用玻璃塞，也可以使用橡胶塞，C不符合题意；D．硫酸钠溶液显中性，与试剂瓶的成分不能反应，可以使用玻璃塞，也可以使用橡胶塞，D不符合题意；故合理选项是A4．（2020·沙坪坝区·重庆一中高一月考）下列我国古代发明或技术中，主要原理不是化学变化的是A．烧结黏土制陶瓷 B．粮食酿酒 C．打磨磁石制指南针 D．燃放烟火【答案】C【详解】A．烧制陶瓷的过程中黏土变成陶瓷，发生了复杂的化学变化，故A不合题意；B．粮食酿酒涉及淀粉的水解和葡萄糖在酒曲酵的作用分解生成乙醇，是化学变化，故B不合题意；C．打磨磁石制指南针没有新物质生成，只是固体形状发生改变，是物理变化，故C符合题意；D．燃烧均为化学变化，故D不合题意；故答案为C。5．下列各物质的俗名，用途对应不正确的是()A．石英——光导纤维 B．单晶硅——芯片C．硅胶——干燥剂 D．水玻璃——治疗胃酸过多【答案】D【详解】A．石英是SiO2的俗称，可用于生产光导纤维，A不合题意；B．单晶硅是Si的单质，可用于生产电脑或手机等的芯片，B不合题意；C．硅胶是硅酸的凝胶，一种粒状多孔的二氧化硅水合物，可用作干燥剂，C不合题意；D．水玻璃是硅酸钠的水溶液，不能用于治疗胃酸过多，D符合题意；故选D。6．（2020·临颍县南街高级中学高一期末）手工制陶工艺中，下列工序是在窑炉里完成的是（）A．烧结 B．混合 C．成型 D．干燥【答案】A【详解】手工制作陶瓷一般经过：配料、制模、成型、干燥、施釉、装烧等，用到的原料为石英、长石、高岭土，制成的模子在窑炉里经过烧制得到陶瓷，在窑炉里完成的工序是烧结，故选A。7．下列说法中正确的是A．烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应B．玻璃、水泥的生产都要用石灰石做原料C．晶体硅熔点高、硬度大，因此可用于制作半导体材料D．玻璃、餐桌上的瓷盘和水晶项链的主要成分都是硅酸盐【答案】B【详解】A．制陶瓷的原料是黏土，发生化学变化生成硅酸盐产品，A错误；B．生产玻璃的主要原料是石灰石、纯碱和石英，生产水泥的主要原料为石灰石和黏土，B正确；C．晶体硅作半导体材料是利用其导电性介于导体与绝缘体之间的性质，与其熔点、硬度无关，C错误；D．水晶的主要成分为二氧化硅，不是硅酸盐，D错误；故选B。8．陶瓷被公认为是中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。下列说法正确的是()A．陶瓷由黏土和石英砂烧制而成 B．陶皿可用于盛放盐酸，但不能用于盛放氢氟酸C．钢化玻璃是一种陶瓷材料 D．陶瓷坩埚可用于煅烧石灰石制备生石灰【答案】B【详解】A．陶瓷由黏土经高温烧结而成，其主要成分是硅酸盐，不需要石英砂，故A错误；B．陶皿中成分二氧化硅不与盐酸反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应，不能用于盛放氢氟酸，故B正确；C．钢化玻璃和普通玻璃的组成基本相同，属于玻璃，不是陶瓷材料，故C错误；D．陶瓷坩埚中的成分中含有二氧化硅，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，所以陶瓷坩埚不能用于煅烧石灰石制备生石灰，故D错误；故选：B。9．被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟荣获2009年诺贝尔化学奖。下列叙述中不正确的是A．SiO2是生产光导纤维和粗硅的主要原料B．SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都能与碱反应C．SiO2与CO2都能与水反应生成相应的酸D．水晶的主要成分是SiO2【答案】C【详解】A．光导纤维的主要成分是二氧化硅，工业上用二氧化硅和焦炭制取粗硅，故A正确；B．SiO2与CO2都能和强碱反应生成盐和水，都属于酸性氧化物，故B正确；C．二氧化硅和水不反应，用二氧化硅和氢氧化钠溶液制取硅酸钠溶液，硅酸钠溶液再和稀盐酸反应制取硅酸，故C错误；D．二氧化硅在自然界的存在有多种形态，其中水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，是晶体形态的二氧化硅，故D正确；故选C。10．（2020·江苏宿迁市·高一月考）随着工业4.0的到来，工业设备对芯片的需求越来越高，制造芯片所用的半导体材料是A．二氧化硅 B．碳 C．铝 D．硅【答案】D【详解】制造芯片所用的半导体材料是硅，二氧化硅用于光导纤维，答案选D。11．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是A．水晶镜片 B．玛瑙手镯 C．硅太阳能电池 D．石英光导纤维【答案】C【详解】A．水晶的主要成分是二氧化硅，故A不符合题意；B．玛瑙的主要成分是二氧化硅，故B不符合题意；C．太阳能电池板的主要成分是硅单质，硅太阳能电池工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电子转换反应，故C符合题意；D．石英光导纤维的主要成分是二氧化硅，故D不符合题意；答案选C。12．（2020·辽宁大连市·庄河高中高一开学考试）抗雪灾中，为使道路的积雪迅速融化，经常会使用一种融雪剂硅酸钠，化学式为Na2SiO3，其中硅元素的化合价为（）A．+2 B．+3 C．+4 D．+6【答案】C【详解】硅酸钠中，钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为—2价，由化合价代数和为0可知，硅元素的化合价为+4价，故选C。13．下列说法不正确的是（）A．光导纤维作通信材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便B．新型无机非金属材料具有光学特性、电学特性等C．高温结构陶瓷相比金属材料具有许多优点，如耐高温、抗氧化等D．光导纤维除用于通信外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面【答案】A【详解】A．光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，故A符合题意；B．新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等，具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高，故B不符合题意；C．高温结构陶瓷包括高温氧化物和高温非氧化物(或称难熔化合物)两大类，不怕氧化，耐高温，密度小，故C不符合题意；D．光导纤维在信息传递方面有很多应用，如内窥镜、光纤通信等，故D不符合题意；故答案为：A。14．属于酸性氧化物的原因是（）A．硅是非金属元素 B．对应的水化物是可溶性酸C．与强碱反应生成盐和水 D．不能与酸反应【答案】C【分析】酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物。【详解】A．非金属元素形成的氧化物不一定是酸性氧化物，A不合题意；B．对应的水化物难溶于水，且酸的溶解性与是否为酸性氧化物无关，B不合题意；C．与强碱反应生成盐和水，符合酸性氧化物的定义，C符合题意；D．不与一般的酸反应，但能与氢氟酸反应，D不合题意；故选C。15．玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是（）A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B．制造水泥的主要原料为纯碱、石灰石和石英C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．制造水泥的过程中只发生了物理变化【答案】C【详解】A．陶器是人类最早使用的硅酸盐制品，A错误；B．制造水泥的主要原料为黏土和石灰石，B错误；C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高，C正确；D．制造水泥的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化，D错误；故答案选C。16．碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，具有许多异常的力学、电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是A．碳纳米管属于一种有机合成纤维B．碳纳米管与金刚石互为同素异形体C．常温下，碳纳米管具有较好的稳定性D．碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料【答案】A【详解】A、碳纳米管由碳单质组成，不属于有机合成纤维，A错误；B、碳纳米管与金刚石都由碳元素组成，但结构与性质不同，互为同素异形体，B正确；C、碳单质性质稳定，所以常温下，碳纳米管具有较好的稳定性，C正确；D、碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，所以比表面积大，可用作新型储氢材料，D正确。答案选A。17．（2020·安徽宣城市·高一期末）我国的瓷器以“入窑一色，出窑万彩"的神奇窑变而着称。下列关于陶瓷的说法正确的是A．瓷器中含有许多金属元素，因此陶瓷属于金属材料B．高品质的白瓷晶莹剔透，属于纯净物C．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料D．“窑变”是高温下釉料中某些金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化【答案】D【详解】A．瓷器的主要成分为硅酸盐，则为无机非金属材料，故A错误；B．瓷器的原料主要是黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故B错误；C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，故C错误；D．不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色变化，故D正确；

答案为D。18．（2020·福建三明市·三明一中高一期中）有关材料分类错误的是A．玻璃钢属于金属材料B．聚氯乙烯属于有机材料C．光导纤维属于新型无机非金属材料D．玻璃、水泥、陶瓷属于传统的无机非金属材料【答案】A【详解】A．玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料，不是金属材料，故A错误；B．聚氯乙烯属于有机材料，是人工合成的，故B正确；C．光导纤维属于新型无机非金属材料，故C正确；D．玻璃、陶瓷、水泥的主要成分是硅酸盐类，都属于传统的无机非金属材料，故D正确；答案选A。二、非选择题19．500多年前，一艘载着天然苏打晶体的商船在航行中搁浅，船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。之后他们惊奇地发现，在苏打与沙粒接触处出现了许多晶莹发亮的珠子。回答下列问题：(1)请你分析一下，这种珠子可能是_______(填序号，下同)。A．水晶颗粒B．无水碳酸钠C．玻璃珠D．晶体硅(2)下列可用来熔融苏打晶体的坩埚是______。A．玛瑙坩埚B．石英坩埚C．铁坩埚【答案】CC【分析】玛瑙、石英、沙子的主要成分都是二氧化硅，它们都能与纯碱在高温条件下反应。【详解】(1)苏打是，沙子的主要成分是，二者在高温下发生反应，制造玻璃时也涉及此反应，因此得到珠子可能是玻璃珠，故C项正确。答案为：C；(2)玛瑙坩埚、石英坩埚的主要成分都是二氧化硅，能与发生反应，铁坩埚不与碳酸钠发生反应，故C项正确。答案为：C。20．氮化硅陶瓷因其熔点高，对于金属及氧化物熔体具有相当的高温稳定性，越来越多被应用于热工各个领域，如陶瓷烧成棚板、辊棒，以及高温轴承、涡轮叶片等。(1)下列关于氮化硅陶瓷的说法正确的是________。A．硅粉合成氮化硅的反应属于氧化还原反应B．氮化硅陶瓷属于硅酸盐C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料D．太阳能光伏产业的主体材料为氮化硅(2)在烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3:6:2反应生成两种化合物。①该反应的化学方程式为___________________________。②该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________。【答案】AC3SiO2＋2N2＋6CSi3N4＋6CO7:9【详解】(1)Si与N2反应前后，N、Si元素的化合价发生变化，故属于氧化还原反应，A正确；氮化硅属于新型高温结构陶瓷，不属于硅酸盐，B错误；根据氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正确；太阳能光伏产业的主体材料为硅，D错误。(2)①硅原子最外层有4个电子，氮原子最外层有5个电子，在氮化硅中硅显＋4价，氮显－3价，根据化合物