2023屆新高考化學(xué)一輪分層練案(十七)無(wú)機(jī)非金屬材料

一輪分層練案（十七）無(wú)機(jī)非金屬材料（基礎(chǔ)課）一、選擇題(本題包括10小題，每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化涉及很多的化學(xué)知識(shí)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．“自古書契多編以竹簡(jiǎn)，其用縑帛者(絲質(zhì)品)謂之為紙”，這里的紙主要成分為纖維素B．中國(guó)藍(lán)是古代人工合成的藍(lán)色化合物，其化學(xué)式為BaCuSi4O10，可改寫成BaO·CuO·4SiO2C．東漢魏伯陽(yáng)在《周易參同契》中對(duì)汞的描述：“……得火則飛，不見(jiàn)埃塵，將欲制之，黃芽為根。”這里的黃芽是指硫D．《天工開(kāi)物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙黏土而為之”。這里的瓦屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽【答案】A“自古書契多編以竹簡(jiǎn)，其用縑帛者謂之為紙”，縑帛是絲織品，蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)，故A錯(cuò)誤；硅酸鹽改寫成氧化物形式時(shí)：活潑的金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，含氫元素的H2O寫在最后，所以BaCuSi4O10用氧化物形式表示：BaO·CuO·4SiO2，故B正確；液態(tài)的金屬汞，受熱易變成汞蒸氣，汞屬于重金屬，能使蛋白質(zhì)變性，屬于有毒物質(zhì)，但常溫下，能和硫反應(yīng)生成硫化汞，從而防止其變成汞蒸氣，黃芽指呈淡黃色的硫黃，故C正確；擇取無(wú)沙黏土而為之得到“瓦”，是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽，故D正確。2．下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述不正確的是()A．都是共價(jià)化合物B．都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C．都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨【答案】CSiO2和CO2都是共價(jià)化合物，A正確；都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水，B正確；SiO2不能溶于水且不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，C錯(cuò)誤；光在SiO2中可以全反射，因此SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，固態(tài)CO2容易升華，升華時(shí)吸收大量的熱，因此干冰可用于人工降雨，D正確。3．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來(lái)的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是()選項(xiàng)俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路板B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用作油漆和涂料【答案】A石英主要用于生產(chǎn)玻璃，也可用于制造光導(dǎo)纖維，晶體硅才用于制作集成電路板。4．有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，下列說(shuō)法正確的是()A．晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維B．玻璃中含有的SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，故常用NaOH溶液雕刻玻璃紋飾C．陶瓷、水泥、石英玻璃都屬于硅酸鹽材料D．硅酸鹽Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示為Na2O·2FeO·3SiO2【答案】DA項(xiàng)，晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)電腦芯片，二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維，不正確；B項(xiàng)，玻璃中含有的SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃紋飾，因?yàn)椴ＡП砻媸枪饣?，不正確；C項(xiàng)，陶瓷、水泥屬于硅酸鹽材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不正確；D項(xiàng)，硅酸鹽Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示為Na2O·2FeO·3SiO2，正確。5．下列說(shuō)法不正確的是()A．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D．石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能【答案】DA項(xiàng)，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，因此可用氫氟酸刻蝕玻璃，正確；B項(xiàng)，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠，正確；C項(xiàng)，氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4，正確；D項(xiàng)，硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，不是石英，錯(cuò)誤。6．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀【答案】B酸性強(qiáng)弱與水溶性沒(méi)有關(guān)系，則無(wú)法據(jù)此比較酸性強(qiáng)弱，故A錯(cuò)誤；CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀，反應(yīng)方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)原理是強(qiáng)酸制弱酸，說(shuō)明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)，故B正確；比較強(qiáng)酸制取弱酸是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，則在高溫下固體之間的反應(yīng)不能比較酸性強(qiáng)弱，故C錯(cuò)誤；HCl通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，只能說(shuō)明鹽酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，可能為鹽酸與硅酸鹽的反應(yīng)，無(wú)法確定碳酸與硅酸酸性的強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。7．由二氧化硅制高純硅的流程如圖，下列判斷中錯(cuò)誤的是()A．①②③均屬于氧化還原反應(yīng)B．氫氣和氯化氫均可循環(huán)利用C．二氧化硅是一種堅(jiān)硬難熔的固體D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩爾質(zhì)量為135.5g【答案】D①②③反應(yīng)前后元素化合價(jià)發(fā)生改變，故①②③發(fā)生的反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，A正確；由二氧化硅制高純硅的流程圖中反應(yīng)過(guò)程中生成氫氣和氯化氫，同時(shí)氯化氫和氫氣也作為反應(yīng)物參與化學(xué)反應(yīng)，故氫氣和氯化氫均可循環(huán)利用，B正確；二氧化硅熔點(diǎn)比較高，硬度比較大，C正確；三氯甲硅烷(SiHCl3)摩爾質(zhì)量為135.5g·mol－1，D錯(cuò)誤。8．《青花瓷》中所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妝”“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))，下列有關(guān)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．易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿C．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色D．x＝6【答案】B硅酸鹽用氧化物形式表示時(shí)，書寫順序?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BaO·CuO·2SiO2，故A正確；硅酸銅鋇能穩(wěn)定存在，說(shuō)明不易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，故B錯(cuò)誤；青花瓷能長(zhǎng)期不褪色，說(shuō)明硅酸銅鋇性質(zhì)穩(wěn)定不易脫色，故C正確；硅酸銅鋇中Ba為＋2價(jià)、Cu為＋2價(jià)、Si為＋4價(jià)、O為－2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0，可知x＝6，故D正確。9．工業(yè)上利用無(wú)機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料的流程示意圖如下。下列說(shuō)法正確的是()(注：鋁土礦中含有Al2O3、SiO2、Fe2O3)A．在鋁土礦制備較高純度Al的過(guò)程中只用到NaOH溶液、CO2氣體B．石灰石、純堿、石英、玻璃都屬于鹽，都能與鹽酸反應(yīng)C．在制粗硅時(shí)，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1D．黃銅礦(CuFeS2)與O2反應(yīng)產(chǎn)生的SO2既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物【答案】D由鋁土礦制備較高純度Al，可用氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，過(guò)濾后通入CO2氣體生成氫氧化鋁，氫氧化鋁分解生成氧化鋁，電解氧化鋁可生成鋁，電解時(shí)為降低熔點(diǎn)，可加入冰晶石，A錯(cuò)誤；石英主要成分為二氧化硅，不是鹽，與鹽酸不反應(yīng)，且玻璃也與鹽酸不反應(yīng)，B錯(cuò)誤；粗硅的反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，反應(yīng)中SiO2為氧化劑，C為還原劑，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，C錯(cuò)誤；黃銅礦(CuFeS2)與O2反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2S、SO2、FeO中CuO元素化合價(jià)降低，則Cu2S、FeO均是還原產(chǎn)物，SO2既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物，D正確。10．灼熱的焦炭與水蒸氣反應(yīng)所得產(chǎn)物為H2、CO和少量CO2，為了檢驗(yàn)產(chǎn)物中的H2和CO(設(shè)氣體均被充分吸收)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．為了實(shí)驗(yàn)安全，應(yīng)先點(diǎn)燃①處酒精燈，后點(diǎn)燃④處酒精燈B．②③⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固體變紅色，即可證明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種D．若用堿石灰替換無(wú)水硫酸銅，也可以達(dá)到檢驗(yàn)H2和CO的目的【答案】D由圖可知，①中C與水蒸氣反應(yīng)生成H2、CO和少量CO2，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闄z驗(yàn)產(chǎn)物中的H2和CO，則②中NaOH溶液可除去CO2，③中濃硫酸干燥氣體，④中H2和CO均還原CuO，若無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，則檢驗(yàn)出含有氫氣，⑤中澄清石灰水變渾濁可檢驗(yàn)出含有CO，最后處理尾氣。A項(xiàng)，H2、CO不純時(shí)加熱易發(fā)生爆炸，則為了實(shí)驗(yàn)安全性，應(yīng)先點(diǎn)燃①處酒精燈，排出裝置中空氣后點(diǎn)燃④處酒精燈，正確；B項(xiàng)，由上述分析可知，②、③、⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水，正確；C項(xiàng)，H2和CO均還原CuO，當(dāng)黑色氧化銅變紅色，只能說(shuō)明產(chǎn)物中一定含有H2和CO中的一種或兩種，無(wú)法確定具體是哪種氣體，正確；D項(xiàng)，若用堿石灰替換無(wú)水硫酸銅，堿石灰可吸收水、二氧化碳，不能檢驗(yàn)氫氣，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題11．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(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_(kāi)_________________，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可用作______________。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)上常用2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)物中所含元素化合價(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(CaO)不含Si元素，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，SiO2與HF反應(yīng)，所以通常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。含有SiO2的坩堝可與Na2CO3反應(yīng)，Al2O3也可與Na2CO3反應(yīng)?！敬鸢浮?1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO212．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽(yáng)能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法：請(qǐng)回答下列問(wèn)題(各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示)：(1)在上述生產(chǎn)過(guò)程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號(hào))。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式_________________________________________。(3)化合物W的用途很廣，通常可用作建筑工業(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)方程式是____________________________________________________。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標(biāo)的一種氣體是________(填化學(xué)式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是____________(填化學(xué)式)。(5)工業(yè)上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H2，提純水煤氣得到純凈的H2的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________。解析：反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：SiO2＋2C3273K,Si＋2CO↑，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是Si＋3HCl523～527K,SiHCl3＋H2，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是SiHCl3＋H21357K,Si＋3HCl，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)：CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(1073K),\s\do5(催化劑))H2＋CO2，不屬于置換反應(yīng)。A、B、C分別為CO、CO2、HCl，其中CO2是溫室氣體，是節(jié)能減排的目標(biāo)氣體；CO2和HCl通入W(硅酸鈉)溶液中能夠生成白色沉淀(硅酸)?！敬鸢浮?1)①②③(2)SiHCl3＋H21357K,Si＋3HCl(3)SiO2＋Na2CO31373～1623K,Na2SiO3＋CO2↑(4)CO2CO2和HCl(5)CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(1073K),\s\do5(催化劑))CO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O13．高純硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖：已知：①流化床反應(yīng)器的主反應(yīng)：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2；②還原爐的主反應(yīng)：SiHCl3＋H2eq\o(→,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl；③SiHCl3極易水解：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。回答下列問(wèn)題：(1)石英砂的主要成分為SiO2，SiO2是一種酸性氧化物，能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水，下列物質(zhì)中也能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水的是________(填字母)。A．Al B．Al2O3C．CuO D．NaHCO3SiO2還能在一種常見(jiàn)的酸中溶解，生成一種氣態(tài)含硅物質(zhì)，這種酸的電子式為_(kāi)___________。(2)電弧爐中生成粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________。若電弧爐中焦炭過(guò)量，還會(huì)有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)___________。(3)整個(gè)操作流程都需隔絕空氣，原因是________________________________________________________________________________________________(答出兩條即可)。(4)流化床反應(yīng)器中除SiHCl3外，還可能發(fā)生副反應(yīng)，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用分餾的方法加以分離，該操作方法的理論依據(jù)是________________________________________________________________________。(5)上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是____________________________________。解析：(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，故A不符合題意