第五章第三节 无机非金属材料-2023-2024学年高一化学同步举一反三系列（人教版2019必修第二册）（原卷版）

第三节无机非金属材料【题型1硅酸盐无机硅酸盐材料】【题型2硅与二氧化硅的用途与转化】【题型3新型陶瓷碳纳米材料】【题型1硅酸盐无机硅酸盐材料】【例1】“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是

A．九霄环佩木古琴B．裴李岗文化骨笛C．商朝后期陶埙D．曾侯乙青铜编钟A．A B．B C．C D．D【变式1】下列物品或设施未使用硅酸盐材料的是A．石英钟 B．混凝土桥墩 C．陶瓷餐具 D．门窗玻璃【变式2】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【变式3】2020年，嫦娥五号月球探测器成功登陆月球，对月岩和月壤的成分进行探测发现，月岩主要含有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2Si2O8]等，下列说法正确的是A．沙、辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B．月球上游离态铁与地球上游离态铁的质子数不同C．橄榄石中铁为+3价D．辉石的氧化物形式可表示为CaO•MgO•2SiO2【变式4】硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：（1）硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是（填序号）。①玻璃；②陶瓷；③石英玻璃；④硅芯片；⑤光导纤维；⑥水泥；⑦砖瓦（2）在水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是。（3）磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的___________（填字母）。A．耐高温的特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能（4）向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是，化学方程式为。（5）我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6]等，则橄榄石中铁为价，斜长石的氧化物形式可表示为，辉石[CaMgSi2O6]（填“难”或“易”）溶于水。【题型2硅与二氧化硅的用途与转化】【例2】2023年《自然》刊载了我国科研人员研发的一种薄如纸、可弯曲折叠的太阳能电池的研究成果。下列物质用于制作太阳能电池的是A．二氧化硅 B．碳化硅 C．硅酸钠 D．硅单质【变式1】我国努力发展芯片产业，推进科技自立自强。制造芯片所用的单晶硅属于A．单质 B．盐 C．氧化物 D．混合物【变式2】如图为世界上最小的房子，是由法国贝一研究所团队用二氧化硅建造的长20微米的房子。该房子在下列某种溶液中会快速消失，该溶液是A．酸性高锰酸钾溶液 B．浓硝酸C．氨水 D．氢氟酸【变式3】工业上以石英砂（SiO2）为原料制取单质硅，其工艺流程如图所示。下列说法正确的是A．①②③均属于氧化还原反应B．石英砂和C高温条件下还可以生成金刚砂（SiC）和CO，该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1：2C．二氧化硅为良好的半导体材料，可用于制造芯片D．石灰石、纯碱、石英砂是生产玻璃的原料，玻璃是一种新型无机非金属材料【变式4】中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。（1）建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是。（2）高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是；乘务员使用的无线通话机的芯片材料所含元素在元素周期中的位置。（3）高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式。（4）高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式。【变式5】无机非金属材料与人类社会的发展与进步息息相关，硅元素更是无机非金属材料的主角，地壳质量的90%以上是二氧化硅和硅酸盐。回答下列问题：（1）烧制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂，它们在玻璃窑中发生化学变化生成CaSiO3和Na2SiO3的化学方程式为、。（2）工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后，进一步脱水处理可得到硅胶，请设计实验验证水玻璃与盐酸反应产生少量硅酸时，形成的分散系属于胶体：（写出实验操作、现象和结论）。（3）制备陶瓷和普通水泥都需要以黏土为原料，黏土的主要成分是铝硅酸盐。某种黏土的主要成分为Al2Si2O5（OH）4，将其表示为氧化物的形式为aAl2O3·bSiO2·cH2O，则a：b：c=。（4）高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si（粗）SiHCl3高纯度单晶硅①写出SiO2转化为Si（粗）的化学方程式：。②SiHCl3被H2还原为Si（纯）的基本反应类型为。③写出高纯度单晶硅在信息技术或新能源技术等领域的应用：（任写一种）。（5）SiO2属于氧化物，试用任一离子方程式说明。（6）向盐酸中逐滴滴加制得的硅酸钠溶液，当pH达到6~7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5~100nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于（选填“溶液”“浊液”或“胶体”），可以通过来鉴别。（7）硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品不属于硅酸盐的是（填序号）。①玻璃②石英玻璃③陶瓷④硅芯片⑤砖瓦⑥水泥⑦光导纤维（8）0.1mol与0.05mol在高温下充分反应，可生成标准状况下气体L。【题型3新型陶瓷碳纳米材料】【例3】近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料的叙述不正确的是A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件，其化学式为Si3N4B．利用二氧化硅的半导体性能，可以制成太阳能电池C．碳化硅的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承D．富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，属于新型无机非金属材料【变式1】下列材料中属于新型无机非金属材料的是A．聚氯乙烯塑料B．储氢合金 C．碳纳米管 D．玻璃【变式2】下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是A．普通玻璃 B．碳化硅陶瓷 C．二氧化硅 D．碳纳米管【变式3】新型碳化硅（SiC）