2024高考化学课件 第18讲　无机非金属材料

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化工生产中的重要

非金属元素第18讲

无机非金属材料考点一硅和二氧化硅考点二无机非金属材料经典真题·明考向作业手册考点一硅和二氧化硅知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.硅元素在周期表中的位置硅元素位于元素周期表第

周期、第

族,处于金属与非金属的过渡位置。2.硅单质三ⅣA硅酸盐氧化物Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑3.二氧化硅夯实必备知识高大Na2SiO3+H2OCaSiO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+4HF

=SiF4↑+2H2O光导纤维4.高纯硅的制备石英砂

粗硅

SiHCl3

高纯硅反应①:

。

反应②:

。

反应③:

。

夯实必备知识SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2

Si+3HCl夯实必备知识判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在(

)(2)晶体硅熔点高、硬度大,故可用于制作半导体材料(

)(3)以下转化均能实现:SiO2

SiCl4Si(

)√×(4)常温下,SiO2既能与NaOH溶液反应又能与氢氟酸反应,故属于两性氧化物(

)×[解析]二氧化硅不能与盐酸反应,只能与氢氟酸反应,不是两性氧化物。[解析]二氧化硅与盐酸不反应。×夯实必备知识(5)SiO2晶体中存在若干硅氧四面体结构()(

)(6)将SO2通入Na2SiO3溶液,产生胶状沉淀,则酸性:H2SO3>H2SiO3(

)(7)SiO2具有导电性,故可用于制作光导纤维和光电池(

)√[解析]SiO2是共价晶体,不存在SiO2分子,硅原子和氧原子之间是单键,为共价键三维骨架结构。√×[解析]二氧化硅制作光导纤维与导电性无关,且SiO2不导电。(8)Si→SiO2→H2SiO3→SiO2→Si均能一步转化(

)×[解析]SiO2不能与水反应转化为硅酸。1.我国具有独立知识产权的电脑芯片的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是(

)A.晶体硅的结构与金刚石类似B.晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应C.晶体硅是一种良好的半导体材料,但是它提炼工艺复杂,价格昂贵D.晶体硅具有金属光泽,故它属于金属材料,可以导电提升关键能力题组一硅A[解析]晶体硅常温下可与NaOH溶液、氢氟酸发生反应,B错误;晶体硅是利用焦炭还原SiO2制得粗硅,再提纯得到高纯硅,工艺并不复杂,C错误;晶体硅是半导体材料,不是金属材料,D错误。2.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造了一个又一个奇迹。(1)硅在元素周期表中的位置是

。

(2)工业上生产粗硅的反应有SiO2+2CSi(粗)+2CO↑;

SiO2+3CSiC+2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1,则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为

。提升关键能力第三周期第ⅣA族[解析](1)硅在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。(2)根据反应SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,SiO2+3CSiC+2CO↑,生成1molSi需2molC、1molSiO2,生成1molSiC需3molC、1molSiO2,若产品中Si与SiC的物质的量之比为1∶1,则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5∶2。5∶2(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅:①若反应Ⅰ为Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,写出反应Ⅱ的化学方程式:

。

②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3

遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出该反应的化学方程式:

。

提升关键能力SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑SiHCl3+H2

Si(纯)+3HCl③假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应Ⅰ中HCl的利用率为90%,反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%,则在第二轮次的生产中,需要补充投入HCl和H2的物质的量之比是

。

提升关键能力5∶1

[规律小结]碳、硅单质的特殊性(1)一般情况下,非金属单质为绝缘体,但硅为半导体。(2)Si的还原性强于C,但C在高温下能还原出Si:SiO2+2CSi+2CO↑。(3)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂,且无氢气放出,但硅与强碱溶液反应只作还原剂,且放出氢气:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能跟氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。提升关键能力提升关键能力题组二二氧化硅

D提升关键能力

2.下列除杂方法正确的是(

)A.SiO2中含Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质,可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤提升关键能力[解析]A项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;D项,Na2CO3也与CO2反应。B[易错警示]

二氧化硅性质的特殊性提升关键能力多数酸性氧化物的共性二氧化硅的特性非金属氧化物的熔、沸点一般较低SiO2的熔、沸点很高酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水,不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生反应

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律,如H2CO3酸性强于H2SiO3:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓以下反应不能说明酸性的强弱:Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑考点二无机非金属材料知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识一、硅酸盐材料1.硅酸钠硅酸盐大多数不溶于水,硅酸钠是白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称

,有黏性,水溶液显碱性。

硅酸钠能与酸性比硅酸强的酸反应,写出相应的化学方程式。与盐酸反应:

。

与少量CO2水溶液反应:

。

用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。水玻璃Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2

=Na2CO3+H2SiO3↓夯实必备知识2.传统无机非金属材料(1)传统无机非金属材料主要包括水泥、普通玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。(2)普通玻璃的生产①反应原理CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、

。

②主要成分:SiO2、CaSiO3、Na2SiO3。材料水泥普通玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土

、

、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑纯碱石灰石Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2↑夯实必备知识二、新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅新型无机非金属材料中有一些高纯度的含硅元素的材料,如单晶硅、二氧化硅等,其具有特殊的光学和电学性能,是现代信息技术的基础材料。2.新型陶瓷类别结构与性能用途碳化硅(SiC)碳化硅俗称金刚砂,碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构,硬度很大,具有优异的高温抗氧化性能可用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等夯实必备知识类别结构与性能用途高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成,具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等透明陶瓷主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷,具有优异的光学性能,耐高温、绝缘性好可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零,具有超导性可用于电力、交通、医疗等领域3.碳纳米材料(1)碳纳米材料是一类新型无机非金属材料,主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。(2)三类碳纳米材料的比较夯实必备知识类别结构特点主要性能重要应用或意义富勒烯由

构成的一系列

分子的总称,C60是富勒烯的代表物

—开启碳纳米材料研究和应用的新时代碳原子笼形类别结构特点主要性能重要应用或意义碳纳米管由

片层卷成的管状物,具有

尺度的直径

比表面积

,有相当

的强度和优良的

性能

生产复合材料、电池和传感器等石墨烯只有一个

直径厚度的单层石墨

电阻率

、热导率

,

具有很高的强度生产光电器件、超级电容器、电池和复合材料等夯实必备知识石墨纳米大高电学碳原子低高夯实必备知识判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)氮化硅陶瓷、超导陶瓷、透明陶瓷是新型无机非金属材料

(

)(2)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料(

)(3)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(

)(4)陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐(

)√[解析]硅酸钠溶液具有黏性,不能用带玻璃塞的试剂瓶保存。××√夯实必备知识(5)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐(

)(6)向硅酸钠溶液中通入适量CO2,出现白色沉淀,证明碳的非金属性大于硅(

)√×[解析]由现象知生成了硅酸,碳酸的酸性大于硅酸,则非金属性碳大于硅。1.下列有关硅酸盐材料的说法正确的是(

)A.生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅B.水晶、玛瑙、石英等主要成分都是SiO2C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D.水泥、玻璃、陶瓷是三大传统硅酸盐产品,都是纯净物提升关键能力题组一硅酸盐材料B[解析]生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英砂,A项错误;普通玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料,石英玻璃主要成分为SiO2,C项错误;水泥、玻璃、陶瓷是三大传统硅酸盐产品,都是混合物,D项错误。2.诗句“雨过天晴云破处,千峰碧波翠色来”描述了汝窑青瓷之美。青色主要来自添加的玛瑙粉末,下列有关说法错误的是(

)A.青瓷的青色来自玛瑙中的SiO2B.陶瓷是传统的无机非金属材料C.瓷器的质量与原料矿物组成、升温速度、煅烧时间等因素有关D.青瓷化学性质稳定,耐酸碱侵蚀提升关键能力A[解析]SiO2是无色晶体,A错误;陶瓷是传统的无机非金属材料,其化学性质稳定,耐酸碱腐蚀,B、D正确;瓷器的质量与原料矿物组成、升温速度、煅烧时间等因素有关,C正确。[易错警示]

硅及其化合物用途的易错点(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2,用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅,计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸盐。(3)传统无机非金属材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸盐。提升关键能力提升关键能力题组二新型无机非金属材料1.下列关于无机非金属材料的说法不正确的是

(

)A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点,但强度比较差C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同B提升关键能力[解析]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大类。传统无机非金属材料是指常说的硅酸盐材料,包括玻璃、水泥、陶瓷等,故A正确;新型无机非金属材料克服传统无机非金属材料的缺点,还具有新的特性和功能,如SiC耐高温、硬度大、强度高等,故B错误;高温结构陶瓷具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,故C正确;传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等主要成分是硅酸盐,而新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维等主要成分不是硅酸盐,故D正确。2.科技发展改变生活,近几年我国人工智能、航空航天、量子通信、生命科学大放异彩。下列说法不正确的是(

)A.神舟飞船上航天员所使用的操纵杆采用碳纤维材料制作,碳纤维属于新型无机非金属材料B.世界首款异构融合类脑芯片——“天机芯”的主要材料与光导纤维的不同C.“长征五号遥五”运载火箭中使用的氮化铝陶瓷,属于新型硅酸盐材料D.量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯互为同素异形体提升关键能力C提升关键能力[解析]碳纤维是指含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维,碳纤维材料属于新型无机非金属材料,A正确;“天机芯”的主要材料是Si,光导纤维的主要材料为SiO2,B正确;氮化铝陶瓷具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,属于新型无机非金属材料,不是硅酸盐材料,C错误;量子通信材料螺旋碳纳米管为碳单质,石墨烯也为碳单质,两者是同种元素的不同单质,两者互为同素异形体,D正确。经典真题·明考向知识梳理

1.[2022·广东卷]广东一直是我国对外交流的重要窗口,馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是(

)C文物选项

A.南宋鎏金饰品

B.蒜头纹银盒

C.广彩瓷咖啡杯

D.铜镀金钟座[解析]鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面,经过烘烤,汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺,其中不含硅酸盐,故A项不符合题意;蒜头纹银盒中主要成分为金属银,其中不含硅酸盐,故B项不符合题意;广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成的,其主要成分为硅酸盐,故C项符合题意;铜镀金钟座是由铜和金等制作而成的,其中不含硅酸盐,故D项不符合题意。2.

[2021·重庆卷]“垃圾分类记心上,魅力山城新时尚”。下列可回收物中,主要成分为无机非金属材料的是

(

)A.普通玻璃B.不锈钢锅

C.矿泉水瓶D.棉麻织物A[解析]无机非金属材料包括玻璃、陶瓷、水泥等,故A正确;不锈钢锅主要为金属材料,矿泉水瓶为塑料制品,棉麻织物主要成分为纤维素,均不属于无机非金属材料,故B、C、D错误。漂白粉与盐酸混合使用,反应生成Cl2,消毒效果减弱,D错误。3.

[2022·河北卷]定窑是宋代五大名窑之一,其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是

(

)A.传统陶瓷是典型的绝缘材料

B.陶瓷主要成分为SiO2和MgOC.陶瓷烧制的过程为物理变化

D.白瓷的白色是因铁含量较高A[解析]传统陶瓷主要成分为硅酸盐,属于绝缘材料,A正确,B错误;陶瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成,烧制过程中有新物质生成,存在化学变化,C错误;白瓷中铁元素含量较少,铁元素含量越多,瓷器颜色一般越深,D错误。4.

[2022·湖北卷]C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是

(

)A.具有自范性

B.与C60互为同素异形体C.含有sp3杂化的碳原子

D.化学性质与金刚石有差异

A[解析]自范性是晶体的性质,碳玻璃为非晶态,所以没有自范性,A错误;碳玻璃和C60是由碳元素形成的不同单质,所以互为同素异形体,B正确;碳玻璃硬度高,与金刚石物理性质类似,因而结构具有一定的相似性,所以含有sp3杂化的碳原子,C正确;金刚石与碳玻璃互为同素异形体,性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异,D正确。1.[2019·全国卷Ⅰ]陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。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.闻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[解析]氧化铁为红色,瓷器青色不是氧化铁形成的,A项错误。黏土具有良好的可塑性,可用于烧制陶制品,B项正确。陶瓷属于硅酸盐产品,C项正确。陶瓷的主要化学成分是硅酸盐,一般不易与酸碱等物质反应,D项正确。备用习题A备用习题2.[2023·湖南名校联盟联考]制造芯片用到高纯硅,用SiHCl3与过量H2在1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。已知:SiHCl3

遇水强烈水解,在空气中易自燃。下列说法错误的是

(

)A.装置B中的试剂是浓硫酸B.实验时先打开装置C中分液漏斗的活塞C.装置C中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化D.装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下,普通玻璃管会软化B备用习题[解析]SiHCl3

遇水强烈水解,H2应干燥,故装置B中的试剂是浓硫酸,A正确;SiHCl3在空气中易自燃,实验前应排尽装置内的空气,应先通H2,后打开装置C中分液漏斗的活塞,B错误;SiHCl3呈液态,需转化为蒸气进入石英管中与H2反应,装置C中的烧瓶需要加热,C正确;制高纯硅时,温度在1100~1200℃,故D不能采用普通玻璃管,D正确。3.下列有关新型无机非金属材料的叙述,不正确的是 (

)A.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料B.碳化硅的硬度大、熔点高,可用作砂纸和砂轮的磨料及耐高温材料C.碳纳米管具有纳米尺度的直径,可用于生产复合材料、电池和传感器等D.石墨烯具有熔点高、硬度大等特性,可用于电力、交通、医疗等领域[解析]石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,具有电阻率低、热导率高、强度高等特性,在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等领域应用较广。备用习题D4.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙黏土而为之”“凡坯既成,干燥之后则堆积窑中,燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)与造砖同法”。下列说法错误的是 (

)A.沙子和“黏土”的主要成分为硅酸盐B.“燃薪举火”使“黏土”发生复杂的物理化学变化C.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦D.“黏土”是制作砖瓦和陶瓷的主要原料备用习题A备用习题[解析]沙子的主要成分是SiO2,“黏土”的主要成分是硅酸盐,A错误;“燃薪举火”烧制“黏土”,发生一系列复杂的物理化学变化,制得砖、瓦等硅酸盐产品,B正确;据“浇水转釉(主要为青色)与造砖同法”可知,烧制后浇水冷却成青瓦,C正确;“黏土”是制造砖瓦、陶瓷的主要原料,在烧制过程中发生复杂的物理化学变化,D正确。考点一

硅和二氧化硅1.下列关于硅和二氧化硅的说法中不正确的是 (

)A.硅在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在B.高纯度的硅可用于制造计算机芯片C.二氧化硅用于制造光导纤维和生产玻璃D.二氧化硅的化学性质稳定,常温下不与任何物质发生反应D123456789101112[解析]常温下,SiO2可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,可与氢氟酸反应生成SiF4气体。2.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,因此能与水反应生成硅酸B.二氧化硅制成的光导纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆C.二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应D.用二氧化硅制取单质硅时,当生成2.24L气体(标准状况)时,得到2.8g硅C123456789101112123456789101112[解析]二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅不溶于水,与水不反应,故A错误;二氧化硅制成的光导纤维,由于其良好的光学特性而被用于制造光缆,故B错误;在高温时,二氧化硅能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳,故C正确;由化学方程式SiO2+2CSi+2CO↑,可知当生成2.24L(标准状况)即0.1mol气体时,得到0.05mol即1.4g硅,故D错误。123456789101112

C123456789101112[解析]SiO2虽然既能与NaOH溶液反应,又能与氢氟酸反应,但属于酸性氧化物,A项错误;高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2,二氧化碳气体逸出,会促进反应进行,并不能说明硅酸酸性强于碳酸,B项错误;C项正确;SiO2→H2SiO3不能直接一步转化,D项错误。1234567891011124.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起一场计算机的“革命”,可以按下列方法制备:SiO2

Si(粗)SiHCl3Si(纯)下列说法不正确的是 (

)A.步骤①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑B.步骤①中每生成1molSi,转移4mol电子C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料D.SiHCl3(沸点为31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3A123456789101112[解析]二氧化硅在高温下与C反应生成CO气体,即步骤①的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,故A错误;步骤①中Si的化合价降低4价,每生成1molSi转移4mol电子,故B正确;高纯硅是半导体,是制造集成电路、太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料,故C正确;二者沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法分离,故D正确。1234567891011125.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是(

)A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物B.SiO2和Si都是光导纤维材料C.利用SiO2与NaOH溶液反应可制取“水玻璃”D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应C123456789101112[解析]SiO2是酸性氧化物,A错误;SiO2是光导纤维材料,Si为半导体材料,B错误;“水玻璃”是Na2SiO3的水溶液,C正确;制取Si的过程中涉及了氧化还原反应,如二氧化硅与碳反应,硅与氯气反应等,D错误。6.2022年2月在北京举办的冬季奥运会中,使用了许多功能各异的材料,下列有关材料的描述中不正确的是

(

)A.陶瓷、玻璃、水泥属于传统的无机非金属材料B.石墨烯、富勒烯和碳纳米管属于新型有机非金属材料C.硅是应用最为广泛的半导体材料D.通讯中使用的光导纤维,主要成分为SiO2123456789101112考点二

无机非金属材料B123456789101112[解析]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,A正确;碳纳米管、富勒烯、石墨烯都是新型无机非金属材料,B不正确;晶体硅导电性介于导体与绝缘体之间,是应用最广泛的良好的半导体材料,C正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅,D正确。7.“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陶瓷工艺品。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.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、耐高温D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐C123456789101112123456789101112[解析]陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品,A项错误;纯碱、石灰石和石英砂是制普通玻璃的主要原料,而制水泥的主要原料是黏土和石灰石,B项错误;沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸盐,D项错误。8.碳纳米管可看作单层或多层石墨烯无缝卷曲而成的直径为2~20nm的中空管状结构,下列说法错误的是(

)A.石墨烯和碳纳米管互为同素异形体B.石墨烯中只存在非极性键C.碳纳米管是一种胶体D.石墨烯可用于制造超级电容、电池等C123456789101112[解析]同素异形体是同种元素组成的不同单质,石墨烯和碳纳米管互为同素异形体,A正确;石墨烯中只存在碳碳键,属于非极性键,B正确;碳纳米管是碳单质,不是胶体,C错误;石墨烯的电阻率低,热导率高,具有很高的强度,可用于制造超级电容、电池等,D正确。1234567891011129.科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),然后除去Na2CO3,即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是(

)A.石墨烯与金刚石互为同素异形体B.Na2O属于碱性氧化物,CO属于酸性氧化物C.上述生产石墨烯的反应不属于复分解反应D.上述生产石墨烯的反应属于氧化还原反应B123456789101112[解析]石墨烯与金刚石为同种元素即碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确。和酸反应只生成一种盐和水的氧化物为碱性氧化物,故氧化钠是碱性氧化物;CO与碱、水等不反应,为不成盐氧化物,B错误。生产原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),反应中C元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C、D正确。12345678910111210.

氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物):下列叙述不正确的是 (

)A.“还原”步骤中焦炭主要被氧化为COB.“高温氮化”主要反应的化学方程式为3Si+2N2

Si3N4C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“稀酸Y”可选用稀硝酸或稀硫酸D123456789101112[解析]焦炭与石英砂发生反应SiO2+2CSi+2CO↑,焦炭被氧化成CO,A正确;“高温氮化”是Si与氮气化合生成Si3N4,化学方程式为3Si+2N2

Si3N4,B正确;原料气中含有N2和少量的O2,氧气能与Cu反应生成CuO,N2不与Cu反应,操作X可以得到纯净氮气,C正确;粗硅中含有少量Fe和Cu,即Si3N4中含有少量Fe和Cu,Fe、Cu与稀硝酸反应,得到可溶于水的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2,稀硝酸可以除去Si3N4中Fe和Cu,但Cu不溶于稀硫酸,故不能用稀硫酸,D错误。12345678910111211.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进行,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+3HClSiHCl3+H2B123456789101112考点三

无机非金属材料综合考查[解析]二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅,加入稀硫酸除去氧化镁,过滤得到硅,通入氯化氢,在一定条件下反应生成SiHCl3,SiHCl3最后与氢气反应生成Si。二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化