2020-2021學年高中化學 第五章 化工生產中的重要非金屬元素 第三節(jié) 無機非金屬材料課時檢測新人教版必修2

1、2020-2021學年高中化學 第五章 化工生產中的重要非金屬元素 第三節(jié) 無機非金屬材料課時檢測新人教版必修22020-2021學年高中化學 第五章 化工生產中的重要非金屬元素 第三節(jié) 無機非金屬材料課時檢測新人教版必修2年級：姓名：- 9 -無機非金屬材料(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括7小題,每小題7分,共49分)1.(2019佛山高一檢測)宇航員在升空、返回或遇到緊急情況時,必須穿上10公斤重的艙內航天服,在艙外需穿120公斤的艙外航天服,我國宇航員的航天服是由我國科學家研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料做成的,主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纖維復合而成。下列相關敘述錯誤的是()a.

2、它耐高溫、抗氧化b.它比鋼鐵輕,但質地較脆c.它沒有固定熔點d.它是一種新型無機非金屬材料【解析】選b。由題目信息中“連續(xù)纖維增韌”可知,該航天服的韌性很好,質地并不脆,b錯誤。2.宋代五大名窯分別為:鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色,出窯萬彩”的神奇窯變著稱。下列關于陶瓷的說法不正確的是 ()a.窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應導致的顏色變化b.氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料c.高品質的瓷器晶瑩剔透,屬于純凈物d.陶瓷屬于硅酸鹽材料,耐酸堿腐蝕【解析】選c。不同的金屬氧化物顏色可能不同,在高溫下,釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應導致的顏色變化稱為窯變,a正

3、確;氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料,b正確;瓷器的原料主要是黏土,還含有其他物質,是混合物,c錯誤;陶瓷屬于硅酸鹽材料,耐酸堿腐蝕,d正確。3.科學家用金屬鈉還原ccl4和sicl4制得一種一維sic納米棒,相關反應的化學方程式為8na+ccl4+sicl4sic+8nacl。下列說法不正確的是()a.sic和sio2中硅元素的化合價相同b.上述反應中sic既是氧化產物又是還原產物c.sio2制備單質si、單質si制備sicl4均涉及氧化還原反應d.一維sic納米棒比表面積大,對微小粒子有較強的吸附能力【解析】選b。sic和sio2中硅元素的化合價均為+4,a正確;sic是還原產物,nacl

4、是氧化產物,b錯誤;sio2制備單質si需加入還原劑,單質si制備sicl4需加入氧化劑,c正確;一維粒子上下表面均能與其他物質接觸,比表面積大,對微小粒子有較強的吸附能力,d正確。4.(2020汕尾高一檢測)在一定條件下,下列物質不能與二氧化硅反應的是()焦炭純堿氫氟酸硝酸氫氧化鈉a.b.c.d.【解析】選d。二氧化硅能被碳還原生成硅單質和一氧化碳,故錯誤;二氧化硅能與碳酸鈉反應生成硅酸鈉和二氧化碳,故錯誤;二氧化硅能與氫氟酸反應生成四氟化硅氣體,故錯誤;二氧化硅是酸性氧化物,不能與硝酸反應,故正確;二氧化硅能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉,故錯誤。5.光纜的主要成分為sio2。下列敘述正確的是(

5、)a.co2與sio2都能跟h2o反應生成相應的酸b.sio2與co2都不能與酸反應c.sio2與co2(干冰)都能夠與氫氧化鈉溶液反應d.水晶的主要成分是sic【解析】選c。a項,co2與水反應,sio2不與水反應,也不溶于水;b項,sio2為酸性氧化物,能與hf反應,但co2不與酸反應;c項,sio2、co2均能與naoh溶液反應:sio2+2naohna2sio3+h2o,co2+2naohna2co3+h2o;d項,水晶是純凈的sio2,sic俗稱金剛砂。6.(2020寶雞高一檢測)sio2是一種化工原料,可以制備一系列物質。下列說法正確的是()a.圖中所有反應都不屬于氧化還原反應b.

6、硅酸鹽的化學性質穩(wěn)定,常用于制造光導纖維c.可用鹽酸除去石英砂(主要成分為sio2)中少量的碳酸鈣d.普通玻璃是由純堿、黏土和石英砂制成的,具有固定的熔點【解析】選c。化學反應前后有元素化合價變化的一定是氧化還原反應,二氧化硅與碳反應生成硅單質的反應有元素化合價的變化,屬于氧化還原反應,故a錯誤;光導纖維的成分是二氧化硅,不是硅酸鹽,故b錯誤;碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳,二氧化硅和鹽酸不反應,可以用鹽酸除去石英砂(主要成分為sio2)中混有的少量碳酸鈣,故c正確;玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,玻璃屬于混合物,沒有固定的熔點,故d錯誤。7.下列關于物質的敘述不正確的是()a.

7、水泥是傳統(tǒng)的硅酸鹽產品b.氯氣是一種黃綠色、有毒的氣體c.瑪瑙的主要成分是硅d.硅在電子工業(yè)中,是最重要的半導體材料【解析】選c。a.水泥、玻璃、陶瓷是傳統(tǒng)的硅酸鹽產品,a正確;b.氯氣是一種黃綠色、有毒的氣體,b正確;c.瑪瑙的主要成分是二氧化硅,c錯誤;d.硅在電子工業(yè)中可以作半導體,是最重要的半導體材料,d正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共21分)8.(9分)單質z是一種常見的半導體材料,可由x通過如圖所示的路線制備。其中x為z的氧化物;y為氫化物,分子結構與甲烷相似?；卮鹣铝袉栴}:xmg2zyz(1)由x制備mg2z的化學方程式為_。(2)由mg2z生成y的化學方程式為_,y分子的

8、電子式為_。(3)z、x中共價鍵的類型分別是_、_?！窘馕觥縵是半導體材料,則z為si,氧化物x為sio2。(1)根據(jù)反應的流程圖可知,二氧化硅與mg反應生成mg2si,sio2+4mg2mgo+mg2si。(2)mg2si與鹽酸反應生成的y為氫化物,則y的分子式是sih4,mg2si+4hcl2mgcl2+sih4;sih4與ch4的結構相似,電子式為h。(3)硅單質中的共價鍵是非極性鍵;sio2中的共價鍵為極性鍵。答案:(1)sio2+4mg2mgo+mg2si(2)mg2si+4hcl2mgcl2+sih4h(3)非極性鍵極性鍵9.(12分)單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料?？捎锰荚诟邷?/p>

9、下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質),粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度為450500 ),四氯化硅經提純后用氫氣還原可得到高純硅。以下是制備四氯化硅的裝置圖:相關信息如下:四氯化硅遇水極易水解。硼、鋁、鐵在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物。有關物質的物理常數(shù)見下表:物質sicl4bcl3alcl3fecl3沸點/57.712.8315熔點/-70.0-107.2升華溫度/180300請回答下列問題:(1)裝置a中g管的作用是_;裝置c中的試劑是_。(2)甲方案:f接裝置;乙方案:f接裝置。但是裝置、都有不足之處,請你評價后填寫下表。方案優(yōu)點缺點甲乙(3)在上述(2)評價

10、的基礎上,請你設計一個合理方案并用文字表述:_。(4)sicl4與h2反應的化學方程式為_?！窘馕觥?1)g管將分液漏斗與燒瓶連通,使?jié)恹}酸順利滴下。由信息知,四氯化硅與水反應,故需除去氯氣中的水。b瓶裝飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體,c瓶裝濃硫酸干燥氯氣;(2)四氯化硅在常溫下易液化,如果收集產品的導管太細易堵塞導管;制取的四氯化硅需要冷凝;由于尾氣中含有氯氣,要設置尾氣處理裝置,四氯化硅易水解,要避免空氣中的水蒸氣進入產品收集裝置;(3)應避免空氣中的水蒸氣進入裝置,在裝置的i處接干燥管j,故答案為在裝置的i處接干燥管j;(4)氫氣能與四氯化硅反應生成單質硅和氯化氫。答案:(1)平衡壓強

11、,使分液漏斗中的濃鹽酸順利流下濃硫酸方案優(yōu)點缺點甲收集產品的導管粗,不會堵塞導管冷凝產品,減少了產品損失空氣中的水蒸氣進入產品收集裝置,使sicl4水解沒有尾氣處理裝置,污染環(huán)境乙有尾氣處理裝置,注重環(huán)保避免了空氣中的水蒸氣進入收集裝置產品易堵塞導管沒有冷凝裝置,產品易損失(3)在裝置的i處接盛有堿石灰的干燥管j(4)sicl4+2h2si+4hcl(20分鐘30分)1.(6分)氮化碳結構如圖所示,其硬度超過金剛石晶體,成為首屈一指的超硬新材料。下列有關氮化碳的說法不正確的是()a.氮化碳屬于化合物b.氮化碳中碳顯-4價,氮顯+3價c.氮化碳的化學式為c3n4d.每個碳原子與四個氮原子相連,每

12、個氮原子與三個碳原子相連【解析】選b。碳氮原子間以共價鍵結合,由于氮原子的得電子能力大于碳原子,共用電子對偏向氮原子而使其顯負價,根據(jù)最外層電子數(shù)可得碳顯+4價,氮顯-3價,據(jù)此也可得出其化學式為c3n4,a、c正確、b錯誤;由題圖分析得每一個碳原子與四個氮原子相連,每個氮原子與三個碳原子相連,d正確。【補償訓練】下列關于硅酸鹽及新型無機非金屬材料的說法正確的是()a.漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器,其主要原料為黏土b.sio2具有導電性且硬度大,所以可用于制作光導纖維和光電池c.傳統(tǒng)無機非金屬材料是指光導纖維、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料d.新型無機非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料

13、的缺點,但強度比較差【解析】a。工業(yè)上以黏土為原料燒制瓷器,a正確;二氧化硅對光具有良好的全反射作用,故用于制作光導纖維,而si為半導體材料,可作光電池材料,b錯誤;光導纖維是新型無機非金屬材料,c錯誤;新型無機非金屬材料具有高強度,d錯誤。2.(12分)氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點高、耐磨損、化學性質穩(wěn)定、抗冷熱沖擊,工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮氣在1 300 反應獲得。(1)根據(jù)性質,推測氮化硅陶瓷的用途是_(填序號)。a.制汽輪機葉片 b.制有色玻璃c.制永久性模具d.制造柴油機(2)根據(jù)元素周期律知識,請寫出氮化硅的化學式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強,除氫氟酸外,它不

14、與其他無機酸反應。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式_。(4)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下,加強熱發(fā)生反應,可得較高純度的氮化硅,反應的化學方程式為_?！窘馕觥?1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨損、抗腐蝕、抗冷熱沖擊,所以可用來制造汽輪機葉片、永久性模具以及柴油機等。(2)氮化硅中,氮的非金屬性強,應顯-3價,硅的還原性強,且+4價穩(wěn)定,故應顯+4價。由此可得氮化硅的化學式:si3n4。答案:(1)acd(2)si3n4(3)si3n4+12hf3sif4+4nh3(4)3sicl4+2n2+6h2si3n4+12hcl3.(12分)硅是帶來人類文明的重要元素之一,在傳統(tǒng)材料發(fā)展到信息材料的過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。已知si3n4與氫氟酸反應。(1)一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅的單質及化合物)和氮氣(含少量氧氣)合成氮化硅的工藝主要流程如下:已知硅的熔點是1 420 ,高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。n2凈化時,銅屑的作用是_;在氮化爐中反應為3si(s)+2n2(g)si3n4(s),該反應放熱,開始時須嚴格控制氮氣的流速以控制溫度的原因是_。x可能是_(選填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。(2)sihcl3遇水劇烈反應,該反應的化學方程式為_。【解析】(1)氮氣中含有少量氧氣,需將氮氣凈化,用cu除去氧氣