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1、第三节无机非金属材料 知识点一硅酸盐材料1.2021山东邹城二中高一检测 制造水泥和普通玻璃都需要的原料是()A.石灰石B.黏土C.纯碱 D.硅酸钠2.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.陶瓷属于硅酸盐制品,耐酸碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸3.2021吉林长春九台高一检测 陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成与化学有着密切的关系。下列叙述错误的是()A
2、.“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瓷制品,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4.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说,中国至少在3000年以前,就已经使用玻璃了。下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A.玻璃可用于生产光学仪器和各种器皿B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起知识点二新型无机非金属材料5.2021辽宁抚顺六
3、校高一联考 碳纳米材料是人们非常关注的新型无机非金属材料,下列关于碳纳米材料的说法中不正确的是()A.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称B.碳纳米管可用于生产电池和传感器C.石墨烯与石墨都具有导电性D.石墨烯的性质稳定,在氧气中不能燃烧6.2021山东新高考质量测评联盟高一联考 硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A.单质硅能与氢氟酸反应,则单质硅也可以与盐酸反应B.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2C.通过反应SiO2+2CSi+2CO可以说明非金属性CSiD.陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸、碱腐蚀,其制品可用于盛装氢氟酸7.2021甘肃兰州一中高一期末 现
4、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L5-3-1所示。下列说法不正确的是()图L5-3-1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水解而损失和氢气爆炸,“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”过程的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H28.纯二氧化硅可用下列流程制得。相关说法不正确的是()粗SiO2XY
5、SiO2图L5-3-2A.X的主要成分可用作木材防火剂B.步骤的反应是SiO2+2OH-SiO32-+H2OC.步骤中的稀硫酸可用CO2来代替D.步骤若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行9.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,其相关转化关系如图L5-3-3所示,下列说法正确的是()图L5-3-3A.SiO2属于两性氧化物B.盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C.SiO2和Si都是光导纤维材料D.图中所示转化反应都是氧化还原反应10.2021山东德州高一期末 最近,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
6、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属于不成盐氧化物C.上述生产石墨烯的反应属于复分解反应D.上述生产石墨烯的反应属于氧化还原反应11.制造硅半导体材料首先要制备纯硅,工业上常用石英砂(主要成分: SiO2)按照如下流程来制备纯硅,下列说法正确的是()石英砂粗硅SiHCl3纯硅图L5-3-4A.步骤中,焦炭作燃料B.步骤是非氧化还原反应C.整个流程中只有H2可以循环使用D.SiHCl3(沸点为31.8 )中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ),通过蒸馏可提纯SiHCl312.近年来科学家制造出大量的新
7、物质,对下列三种物质的相关说法错误的是()石墨烯:从石墨中分离出来,是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔:平面网状结构的全碳分子,具有优良的化学稳定性纳米碳管:具有优良的场发射性能,制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨炔孔径略大于H2分子的直径,可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应,但反应产物不同13.氮化硅(Si3N4)可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO下列说法中不正确的是()A.氮化硅中N元素的化合价为-3价B.该反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂C.该反应中,氧
8、化产物与还原产物的质量比为65D.该反应中生成0.5 mol CO时,转移电子数目为NA14.2021四川蓉城名校联盟高一期末 工业上从硅的氧化物中制取硅单质,其主要反应如下:SiO2+2CSi(粗硅)+2COSi(粗硅)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl下列有关说法错误的是()A.反应中C作氧化剂,SiO2作还原剂B.冶炼生成1 mol 纯硅,至少需要2 mol Cl2C.反应属于基本反应类型中的置换反应D.可以回收利用该工艺的尾气,生产盐酸15.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)下列物质不属于硅酸盐的是。A.陶瓷B.玻璃C
9、.水泥D.生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为,工艺师常用(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na2SiO3可用作。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是。A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚(4)工业上常利用反应2C+SiO2Si+2CO制备粗硅,该反应中所含元素化合价升高的物质是(填化学式,下同),氧化剂是。1.A解析 制造水泥的原料是黏土和石灰石,制造普通玻璃的原料是石英、纯碱和石灰石。2.C解析 瓷器的主要原料是黏土,属于混合物
10、,C错误。3.A解析 氧化铁是红棕色粉末,故瓷器的青色不可能来自于氧化铁,A错误;陶制品是以黏土为原料,经高温烧结而形成的硅酸盐产品,B、C正确;陶瓷的主要成分是硅酸盐,其化学性质稳定,耐酸碱腐蚀、抗氧化,D正确。4.B解析 玻璃是混合物,没有固定的熔点,B错误;普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,C正确;二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3,Na2SiO3具有很强的黏合性,因此盛放NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不得使用玻璃塞,D正确。5.D解析 石墨烯的主要成分是碳,在空气中完全燃烧生成CO2,D错误。6.B解析 单质硅与氢氟酸反应生成SiF4和H2,但不能与盐酸反应
11、,A错误;反应SiO2+2CSi+2CO在高温下进行,不能据此比较C和Si的非金属性强弱,C错误;陶瓷中含有二氧化硅,氢氟酸能与二氧化硅反应,所以不能用陶瓷制品盛装氢氟酸,D错误。7.B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,通入氯化氢在高温下反应生成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镁和硅,还原产物为硅,A正确;流程中H2、HCl 既是反应物也是生成物,则可循环使用,B错误;“氧化”“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行,可防止SiHCl3水解而损失,也可防止氢气爆炸,C正确;由流程可知,通入
12、氯化氢在高温下反应生成SiHCl3,反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2,D正确。8.D解析 SiO2与NaOH溶液发生反应生成Na2SiO3和H2O,Na2SiO3溶液可用作木材防火剂和黏合剂,A、B均正确;由于H2CO3的酸性大于H2SiO3的酸性,可以向Na2SiO3溶液中通入CO2气体,析出H2SiO3沉淀,C正确;灼烧H2SiO3固体要在坩埚中进行,D错误。9.B解析 二氧化硅能和强碱反应生成盐和水,反应方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,也能和特殊的酸,如氢氟酸反应,反应方程式为SiO2+4HFSiF4+2H2O,SiO2属于酸性氧化物,A项错误;硅酸
13、钠有黏性,能将玻璃瓶和玻璃塞粘到一起,所以盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞,B项正确;SiO2为光导纤维材料,Si为半导体材料,C项错误;SiO2和NaOH、Na2CO3等反应没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,D项错误。10.C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;能和酸反应只生成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正确;生产原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),不是相互离子交换,不符合复分解反应,反应中C元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,C错误,D正确。
14、11.D解析 步骤中,SiO2与焦炭反应生成Si和CO,焦炭作还原剂,A错误;步骤中Si与HCl在300 下反应生成SiHCl3,属于氧化还原反应,B错误;整个流程中H2和HCl可循环利用,C错误;SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大,可采用蒸馏的方法提纯SiHCl3,D正确。12.D解析 B项,同种元素的不同单质互称同素异形体,正确;C项,碳原子半径大于氢原子,则石墨炔孔径大于H2分子的直径,H2可以通过,正确;D项,碳与浓硫酸的反应产物均为二氧化碳、二氧化硫和水,错误。13.B解析 N的非金属性强于Si,则氮化硅中N显-3价,A正确;该反应中Si和O未变价,则SiO2既不是氧化剂又不是还
15、原剂,B错误;该反应中氧化产物是CO,还原产物是Si3N4,其物质的量之比为61,则其质量之比为(628)140=65,C正确;该反应中,C由0价变为+2价,则生成0.5 mol CO时,转移电子数目为NA,D正确。14.A解析 反应中C元素的化合价升高,Si元素的化合价降低,则SiO2是氧化剂,C是还原剂,A错误;由反应可得关系:2Cl2SiCl4Si(纯硅),故生成1 mol纯硅,至少需要2 mol Cl2,B正确;反应符合“单质+化合物新单质+新化合物”形式,故属于置换反应,C正确;该工业尾气中含HCl,被水吸收可得到盐酸,D正确。15.(1)D(2)SiO2+2NaOHNa2SiO3+
16、H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO2解析 (1)生石灰是CaO,为碱性氧化物且不含Si元素,不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸,因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”,具有阻燃的功能,因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2,含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应,故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化,SiO2中+4价的硅被还原,因此SiO2作氧化剂。学科网（北京）股份有限公司