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

PAGE7-第三節(jié)無機非金屬材料合格考過關檢驗1.下面幾種物質中含有硅單質的是()。A.瑪瑙 B.光導纖維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,水晶和光導纖維的主要成分都是SiO2。2.下列關于硅的敘述正確的是()。A.由于硅的化學性質很穩(wěn)定,故自然界中存在大量的單質硅B.硅是人類將太陽能轉換為電能的常用材料,其應用有利于環(huán)保、節(jié)能C.硅即使在高溫下也難與O2等反應D.硅與全部的酸都不反應答案: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)生反應生成SiO2,C不正確;硅能與氫氟酸反應,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③二氧化硅不與任何酸反應,可用石英制造耐酸容器④SiO2是酸性氧化物,能與NaOH溶液反應⑤CO2與SiO2化學式相像,物理性質也相同A.①②③B.②③C.①④D.①②③④⑤答案:C解析:②項,SiO2與HF、強堿均反應;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的結構不同,物理性質不同。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,D正確;留意B中CaCO3與H2SO4反應生成CaSO4,CaSO4會附著在CaCO3表面,阻擋反應的進行,故B錯誤。6.制玻璃和制水泥的工業(yè)生產中,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)生產中都須要CaCO3。7.下列各物質中,屬于新型無機非金屬材料的是()。A.高強度水泥 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,快速降溫獲得的機械強度增大的玻璃,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(括號內為雜質),請選用下列供應的試劑和操作,將標號填在表內。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結晶物質試劑操作(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反應;②后續(xù)試劑能除去過量的前一試劑;③不引入新雜質;④雜質與試劑生成的物質易與被提純物分別;⑤盡可能將雜質轉化為所需物質;⑥加入試劑依次要合理。9.無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩類。(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的化學方程式為。

工藝師常用(填物質名稱)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溶液反應的化學方程式為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。等級考素養(yǎng)提升1.(雙選)下列有關硅的敘述中,正確的是()。A.工業(yè)上通常以SiO2為原料,用氧化劑與其反應制備單質硅B.硅是構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.硅的化學性質不活潑,在自然界中可以以游離態(tài)存在D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導體材料答案:BD解析:A項,工業(yè)上制單質Si的反應為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中的一種對玻璃進行刻蝕而制成的,這種物質是()。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,常用于雕刻玻璃,答案選D。3.據(jù)報道,科學家通過對稻殼進行限制性焚燒熱解,從中提取出一種叫做生物質納米結構二氧化硅的超高活性材料,將少量這種材料摻入混凝土中,即可制備出超高強度的高性能混凝土。下列關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放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸的強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①③屬于氧化還原反應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的摩爾質量為135.5g答案:AD解析:反應①為SiO2+2CSi+2CO↑,反應②為Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,反應③為SiHCl3+H2Si(純)+3HCl,三個化學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,故A錯誤;由生產高純硅的流程示意圖可知,H2和HCl既是反應物,又是生成物,所以H2和HCl均可重復利用,故B正確;SiO2是硬度大、熔點高的固體,故C正確;SiHCl3的摩爾質量為135.5g·mol-1,故D錯誤。5.高純度晶體硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導體”材料,它的發(fā)覺和運用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法制備(已知SiHCl3能與H2O猛烈反應):SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說法正確的是()。A.步驟①的化學方程式為SiO2+CSi+CO2↑B.步驟①②③中每生成或消耗1molSi,轉移4mol電子C.二氧化硅能與氫氟酸反應,而硅不能與氫氟酸反應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的化學方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,錯誤;B項,步驟②③中每生成或消耗1molSi,轉移2mol電子,錯誤;C項,硅能與氫氟酸反應生成SiF4和氫氣,錯誤;D項,SiHCl3能與H2O猛烈反應,HCl極易溶于水,故可通過蒸餾或分餾的方法提純SiHCl3,正確。6.指出下列反應中二氧化硅所表現(xiàn)的化學性質或作用,在A~E選項中選擇正確答案填入括號內。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得揮發(fā)性酸性氧化物E.氧化還原反應中Si的化合價沒變答案:①C②B③E④A⑤D解析:①反應生成Na2SiO3和H2O,體現(xiàn)了SiO2酸性氧化物的性質;②反應中,C做還原劑,SiO2做氧化劑,表現(xiàn)出弱氧化性;③反應是氧化還原反應,C既是氧化劑,又是還原劑,Si的化合價沒變;④在常溫下,SiO2可以與氫氟酸反應生成揮發(fā)性的SiF4,可利用此反應雕刻玻璃;⑤反應表現(xiàn)SiO2高沸點(難揮發(fā))的性質。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氣體反應制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2ⅲ.SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應制得純硅已知SiHCl3能與H2O猛烈反應,在空氣中易自燃。請回答下列問題:(1)第ⅰ步制備粗硅的化學方程式為。

(2)用SiHCl3(沸點33.0℃)與過量H2反應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)生反應的化學方程式為。

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

④為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質,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有固體物質生成在反應溫度下,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,故反應的化學方程式為SiO2+2CSi+2CO↑。(2)①因S