第13講無(wú)機(jī)非金屬材料（分層練習(xí)）2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義分層練習(xí)

第13講無(wú)機(jī)非金屬材料1．下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是()A．硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色、有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)D．加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)【答案】C【解析】晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，它是灰黑色、有金屬光澤的非金屬固體，故A正確；硅常溫下能和HF溶液、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；在加熱時(shí)，硅能與氧氣或氯氣反應(yīng)生成二氧化硅或四氯化硅，故D正確。2.硅是構(gòu)成無(wú)機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是（）A.氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C.光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2D.二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1:2【答案】D【解析】A項(xiàng)，在氮化硅中N元素為3價(jià)，Si元素為+4價(jià)則化學(xué)式為Si3N4,正確；D項(xiàng)，在SiO2晶體中，一個(gè)硅原子與周?chē)?個(gè)氧原子形成4個(gè)硅氧單鍵，錯(cuò)誤。答案D3.下列關(guān)于硅材料的說(shuō)法不正確的是（）B.制普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英砂D.水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑【答案】D【解析】鋼化玻璃就是將普通退火玻璃先切制成要求尺寸，然后加熱到接近軟化點(diǎn)的700℃左右，再進(jìn)行快速均勻冷卻而得到的玻璃，故鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同，A正確；玻璃是傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品，制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英，故B正確；陶瓷是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料，故C正確；水玻璃為硅酸鈉的水溶液，屬于混合物，故D錯(cuò)誤。答案：D4．廣東一直是我國(guó)對(duì)外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見(jiàn)證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是()文物選項(xiàng)【答案】C【解析】鎏金飾品主要由合金材料制成，故A項(xiàng)不符合題意；蒜頭紋銀盒的主要成分為金屬銀，故B項(xiàng)不符合題意；廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成，其主要成分為硅酸鹽，故C項(xiàng)符合題意；銅鍍金鐘座由銅和金等金屬制成，故D項(xiàng)不符合題意。5．陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色，來(lái)自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D．陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)【答案】A【解析】“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關(guān)，而氧化鐵顯紅棕色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，B項(xiàng)正確；陶瓷以黏土為原料，經(jīng)高溫?zé)贫?，屬于人造材料，主要成分是硅酸鹽，C項(xiàng)正確；陶瓷主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素化合價(jià)處于最高價(jià)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。6．科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器①中進(jìn)行的反應(yīng)為①Si(粗)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進(jìn)行的反應(yīng)為②SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(純)＋3HCl。下列說(shuō)法不正確的是()A．該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B．①和②互為可逆反應(yīng)C．該流程中需要隔絕空氣D．粗硅制備不能通過(guò)SiO2eq\o(→,\s\up7(HClaq))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高溫))Si實(shí)現(xiàn)【答案】B【解析】A項(xiàng)，反應(yīng)②中生成的HCl在反應(yīng)①中循環(huán)利用，反應(yīng)①中生成的H2在反應(yīng)②中循環(huán)利用，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)①與反應(yīng)②的反應(yīng)溫度不一致，不是可逆反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，高溫條件下，Si、SiHCl3、H2都與O2反應(yīng)，故需隔絕空氣，正確；D項(xiàng)，SiO2不與HCl反應(yīng)，不能通過(guò)上述途徑制硅，正確。7.碳納米管可以看成是由石墨片層卷成的管狀物，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。下列關(guān)于碳納米管的說(shuō)法不正確的是（）B碳納米管與金剛石互為同素異形體C.常溫下，碳納米管具有較好的穩(wěn)定性D.碳納米管比表面積大，可用作新型儲(chǔ)氫材料【答案】A【解析】碳納米管是由碳元素組成的碳單質(zhì)，不屬于有機(jī)合成纖維，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳納米管與金剛石是由碳元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，B項(xiàng)正確；碳單質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定，所以常溫下，碳納米管具有較好的穩(wěn)定性，C項(xiàng)正確；碳納米管可以看成是由石墨片層卷成的管狀物，所以比表面積大，可用作新型儲(chǔ)氫材料，D項(xiàng)正確。答案：A8．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說(shuō)法正確的是()A．原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變D．反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)【答案】A【解析】A項(xiàng)，稻殼灰來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；B項(xiàng)，操作A為過(guò)濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化硅中硅元素的化合價(jià)是＋4價(jià)，硅酸鈉中硅元素的化合價(jià)也是＋4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反應(yīng)沒(méi)有元素化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。9．某二價(jià)金屬的碳酸鹽和酸式碳酸鹽的混合物跟足量的稀鹽酸反應(yīng)，消耗H＋和生成CO2物質(zhì)的量之比為6∶5，則該混合物中碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量之比是()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4【答案】B【解析】設(shè)碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：RCO3～2H＋～CO2，R(HCO3)2～2H＋～2CO2121122xmol2xmolxmolymol2ymol2ymol則有(2xmol＋2ymol)∶(xmol＋2ymol)＝6∶5，解得x∶y＝1∶2。10．硅及其化合物對(duì)人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)__。(2)下列物品或設(shè)備所用材料屬于硅酸鹽的是____(填字母)。①長(zhǎng)江三峽水泥大壩②光導(dǎo)纖維③陶瓷坩堝④普通玻璃⑤硅太陽(yáng)能電池A．①②③ B．③④⑤C．②③④ D．①③④下列說(shuō)法正確的是____。A．在粗硅的制取中發(fā)生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性強(qiáng)于硅的還原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在配磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸(4)常溫下，SiCl4為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6℃，在空氣中冒白霧。制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl4中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl4，應(yīng)采用的方法是____；用化學(xué)方程式及必要的文字解釋SiCl4在空氣中冒白霧的原因：____【答案】(1)_(2)D(3)C(4)蒸餾SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓，生成的HCl與水蒸氣結(jié)合形成鹽酸小液滴，形成白霧【解析】(3)A項(xiàng)，該反應(yīng)主要是因?yàn)镃O是氣態(tài)物質(zhì)，從混合物中逸出而容易發(fā)生，實(shí)際上Si的還原性強(qiáng)于C，A錯(cuò)；硅酸鈉本身即為礦物膠，可作黏合劑，使瓶塞、瓶口黏合不易打開(kāi)，B錯(cuò)；強(qiáng)酸制取弱酸的適用對(duì)象是水溶液中的復(fù)分解反應(yīng)，D錯(cuò)。(4)分離液態(tài)混合物可用蒸餾的方法。1．下列關(guān)于無(wú)機(jī)非金屬材料的說(shuō)法不正確的是()A．傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B．新型無(wú)機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差C．高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D．傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分不同【答案】B【解析】無(wú)機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指我們常說(shuō)的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、陶瓷等；新型無(wú)機(jī)非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽材料。新型無(wú)機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料相比，具有許多優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)和生物功能等。2．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是()①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A．①②B．②③C．①④D．③④【答案】C【解析】幾乎所有的巖石和礦物都含有硅酸鹽或者二氧化硅，則硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素，故①正確；水泥、玻璃是硅酸鹽制品，水晶的主要成分是二氧化硅，故②錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，故③錯(cuò)誤；陶瓷的主要原料是黏土，則陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料，故④正確。3．隨著我國(guó)“嫦娥三號(hào)”的成功著陸及“玉兔號(hào)”月球車(chē)開(kāi)始工作，可以獲取大量月球物質(zhì)并進(jìn)行成分分析，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、正長(zhǎng)石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]等。下列說(shuō)法或分析不正確的是()A．輝石、正長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．正長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C．橄欖石中鐵元素為＋2價(jià)D．月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖](méi)有氧氣【答案】B【解析】根據(jù)輝石、正長(zhǎng)石和橄欖石的化學(xué)式可知三者均屬于硅酸鹽礦，A正確；根據(jù)元素化合價(jià)不變的原則，將正長(zhǎng)石的化學(xué)式改寫(xiě)為氧化物的形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2，B不正確；根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可知橄欖石中鐵元素為＋2價(jià)，C正確；鐵單質(zhì)與氧氣接觸易被氧化，月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖](méi)有氧氣，D正確。4．歌曲《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎，近年來(lái)科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價(jià))，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說(shuō)法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿D．x等于6【答案】C【解析】根據(jù)化合物中正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0可得：(＋2)＋(＋2)＋(＋4)×2＋(－2)×x＝0，解得x＝6，故D項(xiàng)正確；硅酸鹽用氧化物形式表示時(shí)，書(shū)寫(xiě)順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸?、不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸銅鋇用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2，故A正確；BaCuSi2O6性質(zhì)較穩(wěn)定，不容易脫色，故B項(xiàng)正確。5．某二價(jià)金屬的碳酸鹽和酸式碳酸鹽的混合物跟足量的稀鹽酸反應(yīng)，消耗H＋和生成CO2的物質(zhì)的量之比為6∶5，則該混合物中碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量之比是()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4【答案】B【解析】設(shè)碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量分別為x、y，則：RCO3～2H＋～CO2，R(HCO3)2～2H＋～2CO2121122x2xxy2y2y則有(2x＋2y)∶(x＋2y)＝6∶5，解得x∶y＝1∶2。6．甲、乙為單質(zhì)，丙、丁為氧化物，它們存在如下轉(zhuǎn)變：滿足條件的乙為()①Fe②Cu③Al④Mg⑤SiA．①② B．①②⑤C．①②③⑤ D．①②④⑤【答案】B【解析】①Fe可由鋁與氧化鐵通過(guò)置換反應(yīng)制得。②Cu可由氫氣與氧化銅通過(guò)置換反應(yīng)制得。③Al只能通過(guò)電解熔融的氧化鋁制得，該反應(yīng)不符合題述轉(zhuǎn)化。④Mg通過(guò)電解熔融的氯化鎂制得，該反應(yīng)不符合題述轉(zhuǎn)化。⑤Si可由碳與二氧化硅通過(guò)置換反應(yīng)制得。故①②⑤符合題意。7．下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是()A．SiO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SiO3eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Na2SiO3B．飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(NH3，CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(Δ))Na2CO3(s)C．海水eq\o(→,\s\up7(熟石灰))Mg(OH)2(s)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg(s)D．NH3eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化劑，Δ))N2eq\o(→,\s\up7(O2，H2O))HNO3【答案】B【解析】二氧化硅不能與水反應(yīng)生成硅酸，故A錯(cuò)誤；飽和食鹽水中通入氨氣、二氧化碳能夠反應(yīng)生成碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，故B正確；電解氯化鎂溶液不能生成單質(zhì)鎂，故C錯(cuò)誤；氮?dú)馀c氧氣在水溶液中不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。8.材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅【答案】A【解析】剛玉的主要成分是Al2O3,金剛石的成分是C,A項(xiàng)錯(cuò)誤;大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3,B項(xiàng)正確;普通玻璃是由純堿、石灰石和石英為原料,經(jīng)混合、粉碎,在玻璃熔爐中熔融而得到的硅酸鹽產(chǎn)品,普通水泥是以黏土和石灰石為主要原料,經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒,再加入適量石膏而得到的硅酸鹽產(chǎn)品,C項(xiàng)正確;沙子和石英的主要成分都是SiO2,D項(xiàng)正確。9.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()2與水反應(yīng)生成碳酸,是酸性氧化物;SiO2不能與水反應(yīng)生成硅酸(H2SiO3),不是酸性氧化物D.粗硅制備時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2Si+CO2↑【答案】B【解析】A項(xiàng),酸性氧化物是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,雖然SiO2不能與水反應(yīng)生成硅酸,但SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水,所以SiO2是酸性氧化物,錯(cuò)誤;B項(xiàng),玻璃的成分中含二氧化硅,堿性試劑都不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放,正確;C項(xiàng),二氧化硅和碳酸鈣都不溶于水,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì),錯(cuò)誤;D項(xiàng),粗硅制備時(shí)的反應(yīng)原理是2C+SiO2Si+2CO↑,需在高溫條件下反應(yīng),且產(chǎn)物中生成的是CO,而不是CO2,錯(cuò)誤。10．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________________________________________，還可以使用____________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是______________，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________。(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是_________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分為_(kāi)___________、____________(填化學(xué)式)。(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋H2C2O4→Mn2＋＋CO2＋H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.0500mol·L－1的KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________________________________________________________________。【答案】(1)將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋H2O