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1、人教版高一化学必修第二册课时作业第三节无机非金属材料一、选择题(本题15小题，每小题只有一个选项符合题意)1、下列关于硅酸盐及新型无机非金属材料的说法正确的是 ( )A.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土B.SiO2具有导电性且硬度大,所以可用于制作光导纤维和光电池C.传统无机非金属材料是指光导纤维、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料D.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2、下列关于物质的叙述不正确的是 ()A.水泥是传统的硅酸盐产品B.氯气是一种黄绿色、有毒的气体C.玛瑙的主要成分是硅D.硅在电子工业中,是最重要的半导体材料3、下列有关说法错误的是
2、()A普通玻璃和钢化玻璃的成分不一样，钢化玻璃中加了玻璃钢B水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙C水泥具有水硬性，因此在保存和运输过程中要注意防水防潮D陶瓷的釉料在烧制时，若空气过量，一般显示的是高价态的金属的颜色4、有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体，下列有关石英的叙述正确的是()A石英都是无色透明的晶体，可作装饰品，也可以制作光学仪器B石英晶体中每个Si周围结合2个O，每个O周围结合4个SiC石英制作的光导纤维在强碱性条件下易发生“断”路D石英不可以用来制取高纯硅，可以制光导纤维5、下列有关物质组成、性质
3、和用途的说法中，正确的是()A硅酸可由二氧化硅溶于水得到B氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷、玻璃等都属于新型无机非金属材料C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D光导纤维的主要成分是硅，可广泛用于通信和医疗领域6、在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是 ()焦炭 纯碱氢氟酸硝酸氢氧化钠A. B.C. D.7、过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成下列几种物质，其中正确的是()水泥玻璃瓷器混凝土一种硅酸盐产品A和 B和C D8、宋代五大名窑分别为:钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是 ()A.窑变是高温下釉料中的金属化合
4、物发生氧化还原反应导致的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透,属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸碱腐蚀9、科学家用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒,相关反应的化学方程式为8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaCl。下列说法不正确的是 ()A.SiC和SiO2中硅元素的化合价相同B.上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物C.SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应D.一维SiC纳米棒比表面积大,对微小粒子有较强的吸附能力10、二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a
5、e是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中SiO2表现出氧化性c反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理e反应中SiO2未参加氧化还原反应Aace Bbde Ccde Dab11、我国研制的新型“连续纤维增韧”航空材料宇航服,其主要成分由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成,下列叙述正确的是()A.它耐高温、抗氧化性
6、强B.它比钢铁密度小、硬度大,但质地较脆C.它有固定的熔、沸点D.它是一种新型有机高分子材料12、光缆的主要成分为SiO2。下列叙述正确的是 ()A.CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸B.SiO2与CO2都不能与酸反应C.SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应D.水晶的主要成分是SiC13、下列说法正确的是()A普通玻璃的主要成分可以表示为Na2OCaO6SiO2，说明普通玻璃为纯净物B制玻璃的过程中发生反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，说明酸性H2SiO3H2CO3C水晶玻璃、普通玻璃均属于硅酸盐产品D青花瓷胎体的原料为高岭土Al2Si2O5(OH)4，用氧化
7、物形式可表示为Al2O32SiO22H2O14、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,常用于制造光导纤维C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.普通玻璃是由纯碱、黏土和石英砂制成的,具有固定的熔点15、氮化碳结构如图所示,其硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是()A.氮化碳属于化合物B.氮化碳中碳显-4价,氮显+3价C.氮化碳的化学式为C3N4D.每个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子与三个碳原子相连二、非选择题(本题4小题)16、氮化硅是一种高
8、温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、耐磨损、化学性质稳定、抗冷热冲击,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 反应获得。(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是_(填序号)。 A.制汽轮机叶片 B.制有色玻璃C.制永久性模具 D.制造柴油机(2)根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_。 (4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为_。17、硅是带来人类文明的重要元素之一,在传统材料发展到信息材料的过程中创造了一个又一个奇迹。已知Si3N
9、4与氢氟酸反应。(1)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下:已知硅的熔点是1 420 ,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。N2净化时,铜屑的作用是_;在氮化炉中反应为3Si(s)+2N2(g) =Si3N4(s),该反应放热,开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是_。 X可能是_(选填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。 (2)SiHCl3遇水剧烈反应,该反应的化学方程式为_。 18、单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物;Y为氢化物,分子结构与甲烷相似。回答下列问题:XMg2ZYZ(1)
10、由X制备Mg2Z的化学方程式为_。 (2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_,Y分子的电子式为_。 (3)Z、X中共价键的类型分别是_、_。 19、单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a四氯化硅接触水会发生化学反应；b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c.有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/70
11、.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的化学方程式： _，D中发生反应的化学方程式：_。(2)A中g管的作用是_，装置C中的试剂是_，作用是_。(3)装置E中的h瓶需要冷却的理由是_。(4)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)。(5)过量的氯气可以用石灰乳来处理，请写出该反应的化学方程式： _。答案与解析1、A解析：工业上以黏土为原料烧制瓷器,A正确;二氧化硅对光具有良好的全反射作用,故用于制作光导纤维,而Si为半导体材料,可作光电池材料,B错误
12、;光导纤维是新型无机非金属材料,C错误;新型无机非金属材料具有高强度,D错误。2、C解析：A.水泥、玻璃、陶瓷是传统的硅酸盐产品,A正确;B.氯气是一种黄绿色、有毒的气体,B正确;C.玛瑙的主要成分是二氧化硅,C错误;D.硅在电子工业中可以作半导体,是最重要的半导体材料,D正确。3、A解析：钢化玻璃是将普通玻璃加热软化后，迅速冷却后得到的，成分与普通玻璃一样，故A错误；水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，故B正确；水泥具有水硬性，因此在保存和运输过程中要注意防水防潮，故C正确；陶瓷的釉料在烧制时，若空气过量，金属被氧化生成高价态物质，显示的是高价态的金属的颜色，故D正确。4、C解析：
13、有些石英晶体有颜色也不透明，如玛瑙，A错误；石英晶体中每个Si周围结合4个O，每个O周围结合2个Si，B错误；石英是制光导纤维的材料，二氧化碳是酸性氧化物，与碱反应，所以光导纤维在强碱性条件下易发生“断”路，C正确；通过石英与碳反应可以得到粗硅，然后粗硅再与Cl2反应生成SiCl4，SiCl4与H2反应得到纯净的Si，D错误。5、C解析：二氧化硅不能与水反应，A项错误；氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷都属于新型无机非金属材料，玻璃属于传统无机非金属材料，B项错误；水玻璃是硅酸钠的水溶液，不燃烧也不易被腐蚀，具有防腐性，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，C项正确；光导纤维的主要成分是二氧
14、化硅，可广泛用于通信和医疗领域，D项错误。6、D解析：二氧化硅能被碳还原生成硅单质和一氧化碳,故错误;二氧化硅能与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳,故错误;二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅气体,故错误;二氧化硅是酸性氧化物,不能与硝酸反应,故正确;二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠,故错误。7、B解析：本题主要考查玻璃的生产原理及学生思维的严密性。泥沙的主要成分是SiO2，与Na2CO3、CaO在高温熔化过程中发生如下反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，SiO2CaOCaSiO3，生成的Na2SiO3、CaSiO3与SiO2熔合在一起形成一种玻璃态物质，即我们通常说的普通玻璃，玻璃
15、是一种硅酸盐产品。8、C解析：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的颜色变化称为窑变,A正确;氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料,B正确;瓷器的原料主要是黏土,还含有其他物质,是混合物,C错误;陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸碱腐蚀,D正确。9、B解析：SiC和SiO2中硅元素的化合价均为+4,A正确;SiC是还原产物,NaCl是氧化产物,B错误;SiO2制备单质Si需加入还原剂,单质Si制备SiCl4需加入氧化剂,C正确;一维粒子上下表面均能与其他物质接触,比表面积大,对微小粒子有较强的吸附能力,D正确。10、B解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，
16、因此a、c判断错误；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中碳的化合价由0价变为4和2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断正确。11、A解析：碳化硅陶瓷具备耐高温、抗氧化性强的特点,A正确;“连续纤维增韧”航空材料比钢铁密度小,硬度大,且韧性好,B错误;“连续纤维增韧”航空材料宇航服,其主要成分由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成,属于混合物,没有固定的熔、沸点,C错误;新型“连续纤维增韧”航空材料是一种新型无机非金属材料,D错误。12、C解析：A项,CO
17、2与水反应,SiO2不与水反应,也不溶于水;B项,SiO2为酸性氧化物,能与HF反应,但CO2不与酸反应;C项,SiO2、CO2均能与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;D项,水晶是纯净的SiO2,SiC俗称金刚砂。13、D解析：普通玻璃的主要成分可以表示为Na2OCaO6SiO2，但普通玻璃属于混合物，A错误；反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2能发生是因为生成的CO2不断逸出，且该反应不是在溶液中发生的，不能作为判断碳酸和硅酸酸性强弱的依据，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，B错误；水晶玻璃的主要成分是二氧化硅，不
18、属于硅酸盐产品，C错误。14、C解析：化学反应前后有元素化合价变化的一定是氧化还原反应,二氧化硅与碳反应生成硅单质的反应有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,故A错误;光导纤维的成分是二氧化硅,不是硅酸盐,故B错误;碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳,二氧化硅和盐酸不反应,可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中混有的少量碳酸钙,故C正确;玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,玻璃属于混合物,没有固定的熔点,故D错误。15、B解析：碳氮原子间以共价键结合,由于氮原子的得电子能力大于碳原子,共用电子对偏向氮原子而使其显负价,根据最外层电子数可得碳显+4价,氮显-3价,据此也可得出其化学式
19、为C3N4,A、C正确、B错误;由题图分析得每一个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子与三个碳原子相连,D正确。16、解析：(1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨损、抗腐蚀、抗冷热冲击,所以可用来制造汽轮机叶片、永久性模具以及柴油机等。(2)氮化硅中,氮的非金属性强,应显-3价,硅的还原性强,且+4价稳定,故应显+4价。由此可得氮化硅的化学式:Si3N4。答案:(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl17、解析：(1)氮气中含有少量氧气,需将氮气净化,用Cu除去氧气。氮化炉温度为1 2001 400 ,硅的熔点为1
20、 420 ,该反应是放热反应,严格控制氮气流速,以控制温度为1 2001 400 ,防止硅熔化成团,阻碍硅与氮气充分接触。Si3N4与氢氟酸反应,而硝酸不反应,且稀硝酸可将硅块中的Fe、Cu杂质溶解而除去。(2)SiHCl3与H2O反应生成H2SiO3、盐酸和H2。答案:(1)除去原料气中的氧气因为反应放热,防止局部过热,导致硅熔化成团,阻碍与N2的充分接触硝酸(2)SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H218、解析：Z是半导体材料,则Z为Si,氧化物X为SiO2。(1)根据反应的流程图可知,二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。(2)Mg2Si与
21、盐酸反应生成的Y为氢化物,则Y的分子式是SiH4,Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4;SiH4与CH4的结构相似,电子式为H。(3)硅单质中的共价键是非极性键;SiO2中的共价键为极性键。答案:(1)SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 H(3)非极性键极性键19、答案：(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2Cl2SiSiCl4(2)平衡气压浓硫酸干燥氯气(3)四氯化硅沸点低，需要冷凝收集(4)Al、Cl、P(5)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O解析：(1)装置A用来制备氯气，实验室利用浓盐
22、酸和二氧化锰加热制备氯气，则其中发生反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，D中是Si与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅，则D中发生反应的化学方程式为2Cl2SiSiCl4。(2)A中g管可以使内外压强相等，便于液体顺利流下；生成的氯气中混有氯化氢和水蒸气，首先利用饱和食盐水除去氯化氢，最后干燥氯气，则装置C中的试剂是浓硫酸，作用是干燥氯气。(3)根据表中数据可知四氯化硅沸点低，因此装置E中的h瓶需要冷却的理由是冷凝收集四氯化硅。(4)根据表中数据可知BCl3的熔点低，精馏时首先变成蒸气，而AlCl3、FeCl3、PCl5的沸点(或升华温度)高于SiCl4，在精馏装置中残留，因此精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是Al、Cl、P。(5)过量的氯气可以用石灰乳来处理，该反应的化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。