2023-2024學(xué)年人教版必修第二冊(cè) 5-3　無(wú)機(jī)非金屬材料 作業(yè)

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（七）無(wú)機(jī)非金屬材料1．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙黏土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料解析：A沙子主要成分為二氧化硅，是氧化物，不屬于硅酸鹽，故A錯(cuò)誤。2．硅及其化合物是人類文明的重要物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽B．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．SiO2熔點(diǎn)比CO2高D．高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽(yáng)能電池解析：C水晶的主要成分是SiO2，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；水玻璃是硅酸鈉的水溶液，是混合物，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；高純度的SiO2用于制造光導(dǎo)纖維，高純度的Si用于制造太陽(yáng)能電池，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料的是()A．光學(xué)玻璃 B．水泥C．陶瓷 D．新型陶瓷解析：D光學(xué)玻璃、水泥、陶瓷都屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料。4．下列說(shuō)法不正確的是()A．因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物B．在反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑中SiO2作氧化劑C．SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大D．氫氟酸能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來(lái)盛裝氫氟酸解析：AA項(xiàng)，SiO2不溶于水，但它能與堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，是酸性氧化物，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在該反應(yīng)中SiO2被C還原為Si，SiO2作氧化劑，正確；C項(xiàng)，SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、硬度大，正確；D項(xiàng)，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，故常用氫氟酸刻蝕玻璃，不能用玻璃瓶盛裝氫氟酸，正確。5．在一定條件下，下列物質(zhì)不能和SiO2反應(yīng)的是()①焦炭②純堿③碳酸鈣④氫氟酸⑤鹽酸⑥氫氧化鉀⑦氧化鈣A．③⑤⑦ B．⑤⑦C．②⑤ D．⑤解析：D二氧化硅是酸性氧化物，可與堿及堿性氧化物反應(yīng)，⑥、⑦能反應(yīng)；二氧化硅與純堿或碳酸鈣在高溫下能發(fā)生反應(yīng)，②、③能反應(yīng)；二氧化硅在高溫下還能與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，①能反應(yīng)；二氧化硅作為一種特殊的氧化物還能與氫氟酸反應(yīng)，④能反應(yīng)；二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)，⑤不能反應(yīng)。6．在一定條件下，既不能與CO2反應(yīng)，也不能與SiO2反應(yīng)的是()A．碳 B．硝酸C．碳酸鈉固體 D．氧化鈣解析：B在高溫下，碳單質(zhì)既能與二氧化碳反應(yīng)，也能與二氧化硅反應(yīng)，A不符合題意；硝酸與二者都不能反應(yīng)，B符合題意；二氧化碳能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，二氧化硅能與碳酸鈉固體在高溫下反應(yīng)，C不符合題意；二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，都能與堿性氧化物CaO反應(yīng)生成鹽，D不符合題意。7．下列敘述正確的是()A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似B．因?yàn)镃aCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)C．CO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑D．SiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以二氧化硅屬于兩性氧化物解析：CCO2和SiO2都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)差別很大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸的酸性比H2CO3弱，反應(yīng)之所以發(fā)生，是因?yàn)镃O2為氣體，可以脫離反應(yīng)體系，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2和SiO2與C反應(yīng)時(shí)都作氧化劑，C項(xiàng)正確；SiO2與HF反應(yīng)時(shí)生成的SiF4不是鹽，所以SiO2不是兩性氧化物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述中正確的是()A．如圖是汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動(dòng)力是以Si為原料制作的太陽(yáng)能電池B．晶體硅的主要用途是制造光導(dǎo)纖維C．硅是地殼中含量最多的元素D．硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在解析：A晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，主要用途是制作太陽(yáng)能電池、集成電路等，故A正確；用于制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅，故B錯(cuò)誤；氧是地殼中含量最多的元素，故C錯(cuò)誤；硅是親氧元素，在自然界中以化合態(tài)形式存在，故D錯(cuò)誤。9．(雙選)下列說(shuō)法正確的是()A．工業(yè)制水泥、玻璃都要用到石灰石；制水泥、陶瓷都要用到黏土B．剛玉、紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是氧化鋁C．石英、硅石、水晶、珍珠、瑪瑙主要成分都是SiO2D．氮化硅陶瓷、光導(dǎo)纖維、石英玻璃都屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料解析：AB水泥的原料是石灰石、黏土、石膏等，玻璃的原料是石英砂、純堿、石灰石等，陶瓷的原料是黏土等，因此工業(yè)制水泥、玻璃都要用到石灰石，制水泥、陶瓷都要用到黏土，故A正確；剛玉、紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是氧化鋁，故B正確；石英、硅石、水晶、瑪瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分為碳酸鈣，故C錯(cuò)誤；氮化硅陶瓷、光導(dǎo)纖維屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，石英玻璃屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，故D錯(cuò)誤。10．從石墨中分離出來(lái)的石墨烯是最薄、最堅(jiān)硬、幾乎透明的物質(zhì)，可制成電阻率最小的納米材料，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于石墨烯的說(shuō)法不正確的是()A．具有良好的導(dǎo)電性和透光性B．石墨烯屬于化合物，熔、沸點(diǎn)較高C．石墨烯、金剛石互為同素異形體D．在氧氣中燃燒可能生成CO2、CO或二者的混合物解析：B石墨烯可制成電阻率最小的納米材料，說(shuō)明石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，由于最薄且透明，故也具有良好的透光性，A正確；石墨烯屬于碳的單質(zhì)，不是化合物，B錯(cuò)誤；石墨烯、金剛石是同種元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，C正確；石墨烯屬于碳的單質(zhì)，碳能在氧氣中燃燒，且完全燃燒時(shí)生成CO2，不完全燃燒時(shí)生成CO，D正確。11．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填字母)。A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來(lái)雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，說(shuō)明Na2SiO3可作________。Na2SiO3可通過(guò)SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是________(填字母)。A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。解析：(1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱水玻璃，具有阻燃的功能，因此可作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融純堿。(4)該反應(yīng)中C被氧化，SiO2中＋4價(jià)的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。答案：(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO212．中國(guó)高鐵對(duì)實(shí)現(xiàn)“一帶一路”的戰(zhàn)略構(gòu)想有重要的作用。(1)建設(shè)高鐵軌道需要大量的水泥，生產(chǎn)水泥的主要原材料是黏土和________。(2)高鐵上的信息傳輸系統(tǒng)使用了光導(dǎo)纖維，其主要成分是________；乘務(wù)員使用的無(wú)線通話機(jī)的芯片材料是________。(3)高鐵上安裝有許多玻璃，氫氟酸可以處理玻璃表面的微裂紋，氫氟酸與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(4)高鐵上的衛(wèi)生間沒(méi)有任何異味，是由于所使用的馬桶、地漏和洗手盆下水口都是納米硅膠的高科技產(chǎn)品，向硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸可產(chǎn)生硅酸膠體，該反應(yīng)的離子方程式為______________________。解析：(1)工業(yè)上生產(chǎn)水泥的主要原材料是石灰石和黏土。(2)光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2，具有良好的導(dǎo)光性；硅單質(zhì)是半導(dǎo)體材料，常用于計(jì)算機(jī)的芯片材料和太陽(yáng)能電池，乘務(wù)員使用的無(wú)線通話機(jī)的芯片材料是硅。(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(4)向硅酸鈉溶液中滴入稀鹽酸，反應(yīng)生成硅酸膠體，離子方程式為SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2SiO3(膠體)。答案：(1)石灰石(2)SiO2Si(3)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(4)SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2SiO3(膠體)13．硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的保護(hù)下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，已知硅的熔點(diǎn)是1410℃，①凈化N2和H2時(shí)，銅屑的作用是___________________________________________，硅膠的作用是__________________。②X可能是________(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。解析：(1)根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒可寫