高一年級下冊化學人教版（2019）必修第二冊5

人教版高一化學必修第二冊課時作業(yè)

第三節(jié)無機非金屬材料

一、選擇題（本題15小題，每小題只有一個選項符合題意）

1、下列關(guān)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.SiOz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)無機非金屬材料的缺點，但強

度比較差

2、下列關(guān)于物質(zhì)的敘述不正確的是（）

A.水泥是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)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

3、下列有關(guān)說法錯誤的是（）

A.普通玻璃和鋼化玻璃的成分不一樣，鋼化玻璃中加了玻璃鋼

B.水泥的主要成分是硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣

C.水泥具有水硬性，因此在保存和運輸過程中要注意防水防潮

D.陶瓷的釉料在燒制時，若空氣過量，一般顯示的是高價態(tài)的

金屬的顏色

4、有“水晶之鄉(xiāng)”美稱的江蘇東?？h盛產(chǎn)水晶，現(xiàn)存于國家地質(zhì)博

物館的水晶大王就出自東海縣。水晶是較純凈的透明的石英晶體，下

列有關(guān)石英的敘述正確的是（）

A.石英都是無色透明的晶體，可作裝飾品，也可以制作光學儀器

B.石英晶體中每個Si周圍結(jié)合2個0,每個0周圍結(jié)合4個Si

C.石英制作的光導纖維在強堿性條件下易發(fā)生“斷”路

D.石英不可以用來制取高純硅，可以制光導纖維

5、下列有關(guān)物質(zhì)組成、性質(zhì)和用途的說法中，正確的是（）

A.硅酸可由二氧化硅溶于水得到

B.氮化硅、光導纖維、氧化鋁陶瓷、玻璃等都屬于新型無機非

金屬材料

C.木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒

D.光導纖維的主要成分是硅，可廣泛用于通信和醫(yī)療領(lǐng)域

6、在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應的是（）

①焦炭②純堿③氫氟酸④硝酸⑤氫氧化鈉

A,③⑤B.④⑤

C.①③⑤D.④

7、過量的泥沙、純堿、生石灰熔化后生成下列幾種物質(zhì)，其中正確

的是（）

①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一種硅酸鹽產(chǎn)品

A.①和④B.②和⑤

C.③D.②

8、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(guān)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(zhì)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

9、科學家用金屬鈉還原CCL和SiCL制得一種一維SiC納米棒,相關(guān)

反應的化學方程式為8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaClo下列說法不正確

的是（）

A.SiC和Si。?中硅元素的化合價相同

B.上述反應中SiC既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物

C.SiOz制備單質(zhì)Si、單質(zhì)Si制備SiCL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

10、二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型

材料等方面有著重要的用途。a?e是對①?⑤反應中Si02所表現(xiàn)的

化學性質(zhì)或作用進行的判斷，其中正確的是（）

①SiOz+2NaOH=Na2SiO3+H20②SiO2+2CSi+2C0t

（3）SiO2+4HF=SiF4t+2H20

@Na2C03+Si02=^=Na2Si03+C02t@SiO2+3C^^=SiC+2COt

a.反應①中Si。?作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃

b.反應②中Si（L表現(xiàn)出氧化性

c.反應③中Si。?表現(xiàn)了酸性氧化物的通性

d.反應④符合用難揮發(fā)性的酸酎制取易揮發(fā)性的酸酎的道理

e.反應⑤中SiOz未參加氧化還原反應

A.aceB.bdeC.cdeD.ab

11、我國研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料宇航服，其主要成分

由碳化硅陶瓷和碳纖維復合而成，下列敘述正確的是（）

A.它耐高溫、抗氧化性強

B.它比鋼鐵密度小、硬度大，但質(zhì)地較脆

C.它有固定的熔、沸點

D.它是一種新型有機高分子材料

12、光纜的主要成分為Si。?。

.5G

下列敘述正確的是（）

A.CO?與SiOz都能跟H.0反應生成相應的酸

B.Si。?與CO?都不能與酸反應

C.Si。?與C02（干冰）都能夠與氫氧化鈉溶液反應

D.水晶的主要成分是SiC

13、下列說法正確的是（）

A.普通玻璃的主要成分可以表示為Na20?CaO?6SiO2,說明普通

玻璃為純凈物

B.制玻璃的過程中發(fā)生反應Na2?）3+SiO2遏暹NazSiOs+CO2t,說

明酸性H2SiO3>H2CO3

C.水晶玻璃、普通玻璃均屬于硅酸鹽產(chǎn)品

D.青花瓷胎體的原料為高嶺土[AbSizCUOH）」,用氧化物形式可

表示為AI2O3?2s示2?2H2。

14、Si。?是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是（

Si（單晶硅）

HC1

A.圖中所有反應都不屬于氧化還原反應

B.硅酸鹽的化學性質(zhì)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

15、氮化碳結(jié)構(gòu)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(guān)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C.M

D.每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

二、非選擇題（本題4小題）

16、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(zhì)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1300

℃反應獲得。

⑴根據(jù)性質(zhì)，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o

⑶氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外,它不與其他無機酸反應。

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o

17、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SisM與氫氟酸反應。

(1)一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅的單質(zhì)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：

硅塊—?粉碎-----稀酸X蒸溜水

N?健麻H氮.爐片康卜康H后里理

600七1200~1400七I

18-36h—接真空裝置氮化硅

已知硅的熔點是1420℃,高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。

①弗凈化時,銅屑的作用是；

②在氮化爐中反應為3Si(s)+2N2(g)=Si3NKs),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0

③X可能是(選填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟

酸”)。

⑵SiHCh遇水劇烈反應，該反應的化學方程式為

18、單質(zhì)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(jié)構(gòu)與甲烷相似。回答下

歹U問題：

X^Mg2Z-Y-Z

⑴由X制備Mg2Z的化學方程式為。

⑵由Mg2Z生成Y的化學方程式為,Y分子的電子式為

_________________________O

（3）Z、X中共價鍵的類型分別是、o

19、單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二

氧化硅制得粗硅（含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)），粗硅與氯氣反應生成四

氯化硅（反應溫度450?500°C）,四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得

高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

一

連

接

足

“

處

理

裝

置

一

AD

相關(guān)信息如下:

a.四氯化硅接觸水會發(fā)生化學反應；b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下

均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物；c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下

表：

物質(zhì)SiCLBCLAlClaFeCLPC15

沸點/℃57.712.8——315—

熔點/℃-70.0-107.2————

升華溫度/℃——一180300162

請回答下列問題：

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應的化學方程式：,口中

發(fā)生反應的化學方程式：_______________________________

(2)A中g(shù)管的作用是，裝置C中的試劑是,作用是

(3)裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是o

(4)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精儲(類似多次蒸儲)得到高

純度四氯化硅，精僧后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元

素是(填寫元素符號)。

⑸過量的氯氣可以用石灰乳來處理，請寫出該反應的化學方程式:

答案與解析

1、A

解析：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、C

解析：A.水泥、玻璃、陶瓷是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)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。

3、A

解析：鋼化玻璃是將普通玻璃加熱軟化后，迅速冷卻后得到的，成分

與普通玻璃一樣，故A錯誤；水泥的主要成分是硅酸二鈣、硅酸三鈣

和鋁酸三鈣，故B正確；水泥具有水硬性，因此在保存和運輸過程中

要注意防水防潮，故C正確；陶瓷的釉料在燒制時一，若空氣過量，金

屬被氧化生成高價態(tài)物質(zhì)，顯示的是高價態(tài)的金屬的顏色，故D正確。

4、C

解析：有些石英晶體有顏色也不透明，如瑪瑙，A錯誤；石英晶體中

每個Si周圍結(jié)合4個0,每個。周圍結(jié)合2個Si,B錯誤；石英是

制光導纖維的材料，二氧化碳是酸性氧化物，與堿反應，所以光導纖

維在強堿性條件下易發(fā)生“斷”路，C正確；通過石英與碳反應可以

得到粗硅，然后粗硅再與Ck反應生成SiCL”SiCL與比反應得到純

凈的Si,D錯誤。

5、C

解析：二氧化硅不能與水反應，A項錯誤；氮化硅、光導纖維、氧化

鋁陶瓷都屬于新型無機非金屬材料，玻璃屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料，

B項錯誤；水玻璃是硅酸鈉的水溶液，不燃燒也不易被腐蝕，具有防

腐性，木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒，C項正確;

光導纖維的主要成分是二氧化硅，可廣泛用于通信和醫(yī)療領(lǐng)域，D項

錯誤。

6、D

解析：二氧化硅能被碳還原生成硅單質(zhì)和一氧化碳，故①錯誤;二氧化

硅能與碳酸鈉反應生成硅酸鈉和二氧化碳,故②錯誤;二氧化硅能與

氫氟酸反應生成四氟化硅氣體,故③錯誤;二氧化硅是酸性氧化物,不

能與硝酸反應，故④正確;二氧化硅能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，故

⑤錯誤。

7、B

解析：本題主要考查玻璃的生產(chǎn)原理及學生思維的嚴密性。泥沙的主

要成分是SiOz,與Na2cO3、CaO在高溫熔化過程中發(fā)生如下反應：

高溫

SiO2+Na2CO3^=Na2SiO;5+CO2t,

局溫

Si02+CaO=CaSi03,

生成的NazSiOs、CaSiOs與SiO?熔合在一起形成一種玻璃態(tài)物質(zhì)，

即我們通常說的普通玻璃，玻璃是一種硅酸鹽產(chǎn)品。

8、C

解析：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(zhì)，是混合物,C錯誤;陶瓷屬于硅酸鹽材料,耐酸堿腐蝕,D正確。

9、B

解析：SiC和Si。?中硅元素的化合價均為+4,A正確;SiC是還原產(chǎn)

物,NaCl是氧化產(chǎn)物,B錯誤;SiOz制備單質(zhì)Si需加入還原劑,單質(zhì)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(zhì)

接觸，比表面積大,對微小粒子有較強的吸附能力,D正確。

10、B

解析：通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應的反應是③，因此a、c

判斷錯誤；反應②是一個置換反應，其中二氧化硅被還原，表現(xiàn)出氧

化性，b判斷正確；反應④是一個復分解反應，用難揮發(fā)的二氧化硅

制取易揮發(fā)的二氧化碳，d判斷正確；反應⑤中碳的化合價由0價變

為-4和+2價，硅的化合價和氧的化合價都沒有改變，因此二氧化

硅沒有參加氧化還原反應，e判斷正確。

11、A

解析：碳化硅陶瓷具備耐高溫、抗氧化性強的特點,A正確；“連續(xù)纖

維增韌”航空材料比鋼鐵密度小,硬度大，且韌性好,B錯誤；“連續(xù)纖

維增韌”航空材料宇航服,其主要成分由碳化硅陶瓷和碳纖維復合而

成，屬于混合物，沒有固定的熔、沸點,C錯誤;新型“連續(xù)纖維增韌”

航空材料是一種新型無機非金屬材料,D錯誤。

12、C

解析:A項,CO?與水反應,SiOz不與水反應,也不溶于水;B項,Si。2為酸

性氧化物,能與HF反應，但CO?不與酸反應;C項,Si02、C02均能與NaOH

溶液反應:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2。,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；D1^,

晶是純凈的Si02,SiC俗稱金剛砂。

13、D

解析：普通玻璃的主要成分可以表示為Na2O-CaO?6SiO2,但普通玻

璃屬于混合物，A錯誤；反應Na2cOs+SiOz圜遢NazSiOs+CO2t能發(fā)生

是因為生成的CO?不斷逸出，且該反應不是在溶液中發(fā)生的，不能作

為判斷碳酸和硅酸酸性強弱的依據(jù)，事實上碳酸的酸性強于硅酸的酸

性，B錯誤；水晶玻璃的主要成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，

C錯誤。

14、C

解析：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(zhì)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Si02）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。

15、B

解析：碳氮原子間以共價鍵結(jié)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C3N.bA、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。

16、解析：（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:SisN」。

答案：（1）ACD

⑵SisN」

(3)Si3N.4+12HF=3SiF.1+4NH3

(4)3SiC14+2N2+6H2—Si3K,+12HC1

17、解析：(1)①氮氣中含有少量氧氣,需將氮氣凈化,用Cu除去氧氣。

②氮化爐溫度為1200~1400℃，硅的熔點為1420℃,該反應是放

熱反應，嚴格控制氮氣流速，以控制溫度為1200—1400℃,防止硅

熔化成團，阻礙硅與氮氣充分接觸。③SisN」與氫氟酸反應,而硝酸不反

應，且稀硝酸可將硅塊中的Fe、Cu雜質(zhì)溶解而除去。(2)SiHCh與乩0

反應生成IhSiOs、鹽酸和比。

答案：(1)①除去原料氣中的氧氣

②因為反應放熱，防止局部過熱,導致硅熔化成團，阻礙與M的充分接

觸③硝酸

(2)SiHCl3+3H20=H2Si03+3HCl+H2f

18、解析：Z是半導體材料，則Z為Si,氧化物X為Si。?。

⑴根據(jù)反應的流程圖可知,二氧化硅與Mg反應生成

電Si,SiO2+4Mg—2Mg0+Mg2Sio

⑵NfeSi與鹽酸反應生成的Y為氫化物，則