2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第3節(jié)無機(jī)非金屬材料作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE7-第三節(jié)無機(jī)非金屬材料合格考過關(guān)檢驗1.下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是()。A.瑪瑙 B.光導(dǎo)纖維C.太陽能電池板 D.水晶答案:C解析:硅用于制太陽能電池板材料,瑪瑙是SiO2,水晶和光導(dǎo)纖維的主要成分都是SiO2。2.下列關(guān)于硅的敘述正確的是()。A.由于硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,故自然界中存在大量的單質(zhì)硅B.硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能C.硅即使在高溫下也難與O2等反應(yīng)D.硅與全部的酸都不反應(yīng)答案:B解析:硅在自然界中全部以化合態(tài)存在,A不正確;硅在高溫下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成SiO2,C不正確;硅能與氫氟酸反應(yīng),D不正確。3.下列說法正確的是()。A.制取水泥和玻璃的原料中均有純堿B.一般玻璃是絕緣體,這種透亮的固體物質(zhì)是混合物,無固定的熔點C.一般玻璃俗稱水玻璃D.硅酸鹽工業(yè)運用的每一種原料都含有硅元素答案:B解析:制取玻璃的原料中有純堿,而制取水泥的原料中沒有純堿,A項錯誤;一般玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,是混合物,沒有固定的熔點,B項正確;一般玻璃和水玻璃的成分不同,水玻璃不是一般玻璃的俗名,C項錯誤;制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石,石灰石中不含有硅元素,D項錯誤。4.下列敘述正確的是()。①高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅②SiO2與酸、堿均不反應(yīng)③二氧化硅不與任何酸反應(yīng),可用石英制造耐酸容器④SiO2是酸性氧化物,能與NaOH溶液反應(yīng)⑤CO2與SiO2化學(xué)式相像,物理性質(zhì)也相同A.①②③B.②③C.①④D.①②③④⑤答案:C解析:②項,SiO2與HF、強(qiáng)堿均反應(yīng);③項,用石英制造的耐酸容器不能用于盛放氫氟酸;⑤項,CO2、SiO2的結(jié)構(gòu)不同,物理性質(zhì)不同。5.石英砂(主要成分為SiO2)是一種常用工業(yè)原料,其中常混有少量碳酸鈣。要除去石英砂中的少量碳酸鈣,應(yīng)采納的方法是()。A.用水溶解后過濾分別B.用稀硫酸溶解后過濾分別C.用酒精燈加熱D.用稀鹽酸溶解后過濾分別答案:D解析:CaCO3可溶于鹽酸,而石英砂與鹽酸不反應(yīng),D正確;留意B中CaCO3與H2SO4反應(yīng)生成CaSO4,CaSO4會附著在CaCO3表面,阻擋反應(yīng)的進(jìn)行,故B錯誤。6.制玻璃和制水泥的工業(yè)生產(chǎn)中,都須要原料()。A.Na2CO3 B.CaCO3C.SiO2 D.黏土答案:B解析:制玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英,制水泥的主要原料是黏土和石灰石,兩種工業(yè)生產(chǎn)中都須要CaCO3。7.下列各物質(zhì)中,屬于新型無機(jī)非金屬材料的是()。A.高強(qiáng)度水泥 B.鋼化玻璃C.氧化鋁陶瓷 D.鋅銅合金答案:C解析:氧化鋁陶瓷屬于透亮陶瓷的一種,屬于新型無機(jī)非金屬材料,所以選擇C。水泥、玻璃都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料,其中鋼化玻璃是把一般玻璃高溫軟化,快速降溫獲得的機(jī)械強(qiáng)度增大的玻璃,成分還是硅酸鹽。鋅銅合金屬于金屬材料。8.為除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)),請選用下列供應(yīng)的試劑和操作,將標(biāo)號填在表內(nèi)。試劑:A.鹽酸B.燒堿溶液C.氧氣D.水E.二氧化碳F.不用其他試劑操作:①加熱燃燒②加熱熔融③充分加熱④過濾⑤結(jié)晶物質(zhì)試劑操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)答案:(1)F③(2)A④(3)C①(4)D④⑤解析:除雜的一般原則是:①引入試劑一般只與雜質(zhì)反應(yīng);②后續(xù)試劑能除去過量的前一試劑;③不引入新雜質(zhì);④雜質(zhì)與試劑生成的物質(zhì)易與被提純物分別;⑤盡可能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì);⑥加入試劑依次要合理。9.無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩類。(1)用Na2SiO3溶液浸泡過的棉花不易燃燒,體現(xiàn)Na2SiO3的用途可作的原料。

(2)SiO2是玻璃的成分之一,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)來雕刻玻璃。

(3)水泥是重要的工業(yè)原料,具有性,與水摻和攪拌并靜置后,很簡單凝固變硬。

(4)熔融燒堿應(yīng)選用的坩堝是。

A.鐵坩堝 B.玻璃坩堝C.石英坩堝 D.瓷坩堝答案:(1)防火劑(2)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O氫氟酸(3)水硬(4)A解析:(1)Na2SiO3的水溶液又稱“水玻璃”,它具有阻燃的功能,因此可作防火劑。(2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸,因此工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)水泥具有水硬性。(4)玻璃坩堝、石英坩堝、瓷坩堝中均含SiO2,SiO2與燒堿反應(yīng)。等級考素養(yǎng)提升1.(雙選)下列有關(guān)硅的敘述中,正確的是()。A.工業(yè)上通常以SiO2為原料,用氧化劑與其反應(yīng)制備單質(zhì)硅B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在全部的元素中居其次位C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在自然界中可以以游離態(tài)存在D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導(dǎo)體材料答案:BD解析:A項,工業(yè)上制單質(zhì)Si的反應(yīng)為SiO2+2CSi+2CO↑,C為還原劑,錯誤;B項,硅在地殼中的含量在全部的元素中居其次位,正確;C項,硅在自然界中都以化合態(tài)存在,錯誤。2.賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的,這種物質(zhì)是()。A.硫酸 B.燒堿 C.鹽酸 D.氫氟酸答案:D解析:氫氟酸能與二氧化硅反應(yīng),常用于雕刻玻璃,答案選D。3.據(jù)報道,科學(xué)家通過對稻殼進(jìn)行限制性焚燒熱解,從中提取出一種叫做生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料,將少量這種材料摻入混凝土中,即可制備出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是()。A.二氧化硅溶于水生成硅酸,所以二氧化硅屬于酸性氧化物B.將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸C.因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)D.水晶是比較純凈的二氧化硅,沙子的主要成分是硅酸鹽答案:B解析:二氧化硅為酸性氧化物,但其不溶于水,A錯誤;硅酸的酸性比碳酸的弱,C錯誤;沙子的主要成分是二氧化硅,D錯誤。4.(雙選)由二氧化硅制備高純硅的流程如下,下列推斷錯誤的是()。A.只有反應(yīng)①③屬于氧化還原反應(yīng)B.H2和HCl均可循環(huán)利用C.SiO2是一種熔點較高的固體D.SiHCl3的摩爾質(zhì)量為135.5g答案:AD解析:反應(yīng)①為SiO2+2CSi+2CO↑,反應(yīng)②為Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,反應(yīng)③為SiHCl3+H2Si(純)+3HCl,三個化學(xué)方程式中元素的化合價均發(fā)生改變,均屬于氧化還原反應(yīng),故A錯誤;由生產(chǎn)高純硅的流程示意圖可知,H2和HCl既是反應(yīng)物,又是生成物,所以H2和HCl均可重復(fù)利用,故B正確;SiO2是硬度大、熔點高的固體,故C正確;SiHCl3的摩爾質(zhì)量為135.5g·mol-1,故D錯誤。5.高純度晶體硅是典型的無機(jī)非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料,它的發(fā)覺和運用曾引起計算機(jī)的一場“革命”。它可以按下列方法制備(已知SiHCl3能與H2O猛烈反應(yīng)):SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說法正確的是()。A.步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑B.步驟①②③中每生成或消耗1molSi,轉(zhuǎn)移4mol電子C.二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng),而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D.SiHCl3(沸點為33.0℃)中含有少量的HCl(沸點為-84.7℃),通過蒸餾或分餾的方法可提純SiHCl3答案:D解析:A項,步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,錯誤;B項,步驟②③中每生成或消耗1molSi,轉(zhuǎn)移2mol電子,錯誤;C項,硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣,錯誤;D項,SiHCl3能與H2O猛烈反應(yīng),HCl極易溶于水,故可通過蒸餾或分餾的方法提純SiHCl3,正確。6.指出下列反應(yīng)中二氧化硅所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用,在A~E選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。①2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O()②SiO2+2CSi+2CO↑()③SiO2+3CSiC+2CO↑()④SiO2+4HFSiF4↑+2H2O()⑤SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑()A.作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被刻蝕B.氧化性C.酸性氧化物的通性D.與揮發(fā)性酸性氧化物的鹽反應(yīng)得揮發(fā)性酸性氧化物E.氧化還原反應(yīng)中Si的化合價沒變答案:①C②B③E④A⑤D解析:①反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,體現(xiàn)了SiO2酸性氧化物的性質(zhì);②反應(yīng)中,C做還原劑,SiO2做氧化劑,表現(xiàn)出弱氧化性;③反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),C既是氧化劑,又是還原劑,Si的化合價沒變;④在常溫下,SiO2可以與氫氟酸反應(yīng)生成揮發(fā)性的SiF4,可利用此反應(yīng)雕刻玻璃;⑤反應(yīng)表現(xiàn)SiO2高沸點(難揮發(fā))的性質(zhì)。7.晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅ⅱ.粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2ⅲ.SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O猛烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請回答下列問題:(1)第ⅰ步制備粗硅的化學(xué)方程式為。

(2)用SiHCl3(沸點33.0℃)與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去):①裝置B中的試劑是。裝置C中的燒瓶須要加熱,其目的是。

②反應(yīng)一段時間后,裝置D中視察到的現(xiàn)象是,裝置D不能采納一般玻璃管的緣由是,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

③為保證制備純硅試驗的勝利,操作的關(guān)鍵是檢查試驗裝置的氣密性,限制好反應(yīng)溫度以及。

④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是(填字母)。

a.碘水 b.氯水c.NaOH溶液 d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑(2)①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化②有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下,一般玻璃會軟化SiHCl3+H2Si+3HCl③排盡裝置中的空氣④bd解析:(1)依據(jù)題給信息,粗硅可以用碳還原二氧化硅的方法來制得,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑。(2)①因S