专题三-无机非金属材料(原卷版)(人教2019必修第二册)

专题三无机非金属材料一、选择题1．（2021·四川巴中市·高一期末）“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．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐2．（2021·兰州市第二十七中学高一期末）有关下列物质的说法正确的是A．硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料，俗称水玻璃B．陶瓷、水泥、玻璃等属于硅酸盐产品C．合金都是由金属构成的金属材料D．Mg、Al、Fe在空气中均可与氧气反应而形成氧化物保护膜3．（2021·江西抚州市·高一期末）下列有关叙述中正确的是A．硅酸(H2SiO3)可由SiO2与水化合制得 B．钠在氯气中燃烧，产生白色烟雾C．Si和C相似，在自然界主要以单质形式存在 D．利用液氨汽化时吸热，可用液氨作制冷剂4．（2021·广西南宁市·高一期末）硅的化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述错误的是A．二氧化硅是制造光导纤维的材料B．二氧化硅属于酸性氧化物，不能与任何酸反应C．装碱性溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞D．硅酸钠是制备木材防火剂的原料5．（2021·江西上饶市·高一期末）SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是A．图中所有反应都不属于氧化还原反应B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制作光导纤维C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高D．可用盐酸除去石英砂（主要成分为SiO2）中少量的碳酸钙6．（2021·四川成都市·高一期末）下列关于硅及其化合的物说法错误的是A．SiO2能与HF反应，也能与NaOH溶液反应，故SiO2是两性氧化物B．利用焦炭制备粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑C．高温结构陶瓷属于新型陶瓷D．硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂7．（2021·广西来宾市·高一期末）化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是A．玻璃、水泥、水晶手链都是硅酸盐制品B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应C．雕花玻璃通常是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的D．硅是制光导纤维的主要原料8．（2021·南昌市·江西师大附中高一期末）化学与生产、生活密切相关。下列有关硅及其化合物的说法不正确的是A．硅单质是导电金属，常用作导电材料B．硅单质常被用于制造太阳能电池C．玻璃能被氢氟酸刻蚀D．二氧化硅常被用于制造光导纤维9．（2021·广西高一期末）含硅元素的物质有很多用途，下列说法不正确的是A．硅晶片是生产芯片的基础材料，其主要成分为B．高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料属于硅酸盐材料C．水玻璃是硅酸钠的水溶液，可用作木材防火剂的原料D．高温超导陶瓷具有超导性，可应用于电力和交通领域10．（2021·河南漯河市·高一期末）下列关于二氧化硅的说法正确的是A．二氧化硅是酸性氧化物，所以二氧化硅能溶于水生成硅酸B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C．因为高温条件下二氧化硅与碳酸钠反应能放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D．水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐11．（2021·广西百色市·高一期末）下列关于硅元素及其化合物的有关说法正确的是A．硅可用于制光导纤维B．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸C．硅酸铜钡BaCuSi2O6可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2D．SiO2能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物12．（2021·浙江宁波市·高一期末）下列说法正确的是A．高纯度的硅单质可用于制作光导纤维B．易液化，液氨常用作制冷剂C．、或都会导致酸雨的形成D．在玻璃窑中制造普通玻璃不涉及化学变化13．（2021·陕西渭南市·高一期末）下列解释事实的化学用语中，正确的是A．工业制粗硅：B．常温下，向铜片中滴加浓硫酸：C．铝片放入NaOH溶液中：D．去除碳酸钠中混有的少量碳酸氯钠：14．（2021·四川成都市·高一期末）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15．（2021·广东中山市·高一期末）在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色．请你利用元素周期律的相关知识，预测硅及其化合物的性质．下列说法不正确的是：A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料B．SiO2是酸性氧化物，可以与NaOH反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC．Na2SiO3可溶于水，在水溶液中电离方程式为：Na2SiO3=2Na++SiOD．由反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，可以证明H2SiO3是一种弱酸16．（2021·四川遂宁市·高一期末）芯片是中美经贸摩擦的焦点之一、制造芯片的高纯硅可以用下述方法制取(反应条件略)，下列说法错误的是A．SiCl4中Si的化合价为+4B．制造芯片的高纯硅具有一定导电性C．反应①、②、③均为氧化还原反应D．SiO2既能与碱溶液反应又能与酸溶液反应，SiO2是两性氧化物17．（2021·江西抚州市·临川一中高一期末）下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是A．水玻璃可以作为粘合剂、木材防腐剂B．常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应C．SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为：Al2O3•2SiO2•2H2O18．（2021·甘肃兰州市·兰州一中高一期末）现今手机等电子产品产业蓬勃发展，推动了高纯硅的生产与应用。工业上用“西门子法”。以硅石(SiO2)

为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如下图所示。下列说法不正确的是已知：SiHCl3室温下为易挥发、易水解的无色液体。A．“还原”过程需要在高温条件下，该反应的主要还原产物为SiB．为最大程度节约成本，上述

生产工艺中能循环使用的物质只有H2C．为防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸，“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行D．“氧化”过程反应的化学方程式为Si+3HC1SiHCl3+H219．（2020·新源县第二中学高一期末）工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：下列说法正确的是A．自然界中存在大量的单质硅B．电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑C．二氧化硅能与氢氟酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，所以二氧化硅是两性氧化物D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3二、工业流程题20．（2021·内蒙古包头市·高一期末）硅藻土是由无定形组成的，含有少量、及有机物等杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软多孔。工业上可按如图所示流程，用硅藻土制备纳米级二氧化硅。请回答下列问题：（1）在加热条件下加入烧碱溶液时，发生反应的化学方程式为___________。（2）加入烧碱后过滤所得滤渣的主要成分是___________(填化学式)。（3）加入过量硫酸后，生成沉淀的离子方程式为___________。（4）若用纳米级二氧化硅制成水溶液，则该溶液所具有的性质与下列图片有关的是___________(填字母)。21．（2020·四川遂宁市·射洪中学高一期末）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题：（1）无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：①写出步骤I的化学方程式：_______。②步骤II经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-84.7℃)，提纯SiHCl3的实验方法是_______，所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要_______。（2）磁性材料。这种黑色材料含有某种铁的氧化物，请写出该氧化物溶于稀硫酸溶液的化学方程式_______，简述检验所得溶液中较低价态阳离子的实验操作方法_______。（3）激光材料。我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物：_______、_______。（4）高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为_______。（5）合金材料。取等质量的两份某镁铝合金分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，产生的H2体积分别为100mL、90mL则该合金中镁，铝的质量之比为_______。（6）消毒材料。棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O，补充完整并配平下列反应方程式：____。_______Cl2＋_______Na2CO3＋_______=_______NaHCO3＋_______NaCl＋_______Cl2O三、实验题22．（2021·江西景德镇市·景德镇一中高一期末）以粗硅(含硅、硼等)为原料制取四氯化硅(SiCl4)的装置示意图如下：已知：①SiCl4遇水易反应；BCl3与SiCl4互溶。②高温下硅、硼与氯气反应后所得物质的部分性质如表：物质SiCl4BCl3沸点/℃57.712.8熔点/℃-70.0-107.2（1）将装置A中浓盐酸滴入烧瓶中的操作是___________。（2）装有粗硅的玻璃管使用石英玻璃的原因是___________；管中生成SiCl4的化学反应方程式为：___________。（3）装置B中饱和食盐水的作用是___________。（4）装置D中收集到的物质，可用___________方法分离出纯净的SiCl4。（5）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为___________。（6）装置E的仪器名称是___________，其中所装药品作用是___________。23．（2021·南宁市邕宁高级中学高一期末）（1）根据二氧化硅的性质，写出下列反应或原因相应的化学方程式：①二氧化硅与氧化钙反应______。②实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因是______。③实验室中不能用玻璃瓶盛放氢氟酸的原因是______。（2）为确认HCl、、的酸性强弱，某学生设计了如图所示的实验装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：①锥形瓶中装某可溶性正盐固体，分液漏斗所盛试剂应为______。②装置B所盛的试剂是______，其作用是______。③装置C中反应的离子方程式是______。④由此得到的结论是酸性：______>______>______。24．（2021·江西抚州市·临川一中高一期末）碳和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）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上制备高纯硅通常第一步是利用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，则该反应的化学方程式是____________；（2）某同学为了验证碳酸和硅酸两种酸的相对强弱，用图示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。回答下列问题：①仪器a的名称：___________________；②打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，旋开仪器a的活塞滴加盐酸。一段时间后，A中现象是______________________，原因是__________________________；③关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，D中出现白色胶状沉淀，X是________(填化学式)，D中发生反应的化学方程式是_____________________________________。25．（2021·南昌市·江西师大附中高一期末）清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH溶液75～90℃反应25～35min，效果良好。回答下列问题Ⅰ.（1）写出晶片制绒反应的离子方程式___，对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH-反应，生成SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为___。Ⅱ.在工业中利用镁制取硅：2Mg+SiO22MgO+Si，同时有副反应发生：2Mg+SiMg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：（2）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用___(填序号)。a.铜片b.锌粒c.纯碱（3）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是___。26．（2020·河北石家庄市·石家庄二中高一期末）I.（1）我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前，制作瓷器所用的原料中含有钾长石，其晶体化学式是KAlSi3O8，用氧化物形式表示其组成为___；山石英砂可制得粗硅，请写出相关化学方程式___。II.粗硅(含硅、硼等)为原料制取四氯化硅(SiCl4)的装置示意图如图：已知：①SiCl4遇水易反应：BCl3与SiCl4互溶。②高温下硅、硼与氯气反应后所得物质的部分性质如表物质SiCl4BCl3沸点/℃57.712.8熔点/℃-70.0-107.2（2）写出装置A中发生反应的离子方程式：___。（3）用湿润的淀粉KI试纸可以检验Cl2，写出表示该反应原理的离子方程式：___。（4）装置B中应装入的试剂为：___；装置D中收集到的物质，可用___方法分离出纯净的SiCl4。（5）装置E中应装入的试剂名称是____，其作用有___、___。四、填空题27．（2021·北京八中乌兰察布分校高一期末）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是_______(填化学式，下同)，光导纤维的主要成分是_______。（2）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为_______。（3）工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：_______。（4）高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)。写出步骤①的化学方程式：_______。28．（2021·河南平顶山市·高一期末）汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。目前最常用的催化器是使用蜂窝型催化，载体是陶瓷蜂窝体()，其外附载有高比表面积的氧化铝涂层，其上再浸渍活性组分。一种三效催化剂是常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质的转化关系如图所示：回答下列问题：（1）将灼烧，观察火焰的颜色为______(填字母)。A．紫色B．黄绿色C．黄色（2）除去MgO中的杂质和，可选用的试剂是______(填一种即可)，写出发