新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(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)非金屬材料課時(shí)作業(yè)新人教版必修第二冊

第五章第三節(jié)對點(diǎn)訓(xùn)練題組一傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料1．下列說法正確的是(B)①構(gòu)成巖石與很多礦物的基本元素是碳②硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元中，每個(gè)Si四周結(jié)合4個(gè)O③運(yùn)用量最大的無機(jī)非金屬材料是陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產(chǎn)品④硅膠多孔，吸附實(shí)力強(qiáng)，常用作干燥劑，也可用作催化劑的載體A．①②③④ B．②③④C．①④ D．②③解析：①硅在地殼中的含量僅次于氧，居其次位，在自然界中硅主要以化合物二氧化硅、硅酸鹽等的形式存在，二氧化硅、硅酸鹽等硅的化合物是構(gòu)成巖石和很多礦物的主要成分，因此可以說硅是構(gòu)成巖石與很多礦物的基本元素，①錯(cuò)誤；②硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元中，每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子形成4個(gè)Si—O共價(jià)鍵；每個(gè)O原子與2個(gè)Si原子形成Si—O共價(jià)鍵，這些四面體結(jié)構(gòu)可以鏈狀或?qū)訝罘绞竭B結(jié)，②正確；③陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產(chǎn)品是運(yùn)用量最大的傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，③正確；④硅膠多孔，表面積大，吸附實(shí)力強(qiáng)，常用作干燥劑，也可用作催化劑的載體，④正確；綜上所述可知，說法正確的是②③④，故合理選項(xiàng)是B。2．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列說法正確的是(C)A．圖中全部反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導(dǎo)纖維C．可用鹽酸除去石英(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．一般玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高解析：圖中SiO2與碳、Si與Cl2、SiCl4與H2的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2與鹽酸不反應(yīng)，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)，可用鹽酸除石英中的碳酸鈣，C項(xiàng)正確；玻璃是混合物，沒有固定熔點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二新型無機(jī)非金屬材料3．依據(jù)不同部位工作條件的不同，航天飛機(jī)運(yùn)用了多種防熱材料。例如，機(jī)身和機(jī)翼下表面運(yùn)用高溫陶瓷瓦。下列對新型陶瓷材料的敘述中，錯(cuò)誤的是(D)A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，可以作為高級耐火材料B．氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，它是生物陶瓷C．氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，它用于制造陶瓷發(fā)動機(jī)的受熱面D．新型無機(jī)非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但是強(qiáng)度比較差解析：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等，屬于新型無機(jī)非金屬材料，可以作為高級耐火材料，A正確；氧化鋁陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，是一種生物陶瓷，B正確；氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，是高溫結(jié)構(gòu)材料，可用于制造陶瓷發(fā)動機(jī)的受熱面，C正確；新型無機(jī)非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，而且同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，能反抗冷熱沖擊，且有電學(xué)性能等若干優(yōu)點(diǎn)，D錯(cuò)誤。4．平昌冬奧會“北京8分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)用石墨烯制作了在－20℃能發(fā)熱4h的智能服飾；用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35m、重量僅為10kg的熊貓木偶，向世界呈現(xiàn)了新時(shí)代的中國形象。下列說法不正確的是(A)A．石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料B．鋁合金是密度較小的金屬材料C．碳纖維是無機(jī)非金屬材料D．新型材料種類多、用途廣解析：石墨烯是無機(jī)非金屬材料，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁合金密度小，硬度大，B項(xiàng)正確；碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，屬于無機(jī)非金屬材料，C項(xiàng)正確；人們已探討出很多用途不同的新型材料，D項(xiàng)正確。題組三硅及其化合物5．下列物品或設(shè)備的成分中含有二氧化硅的是(A)①做窗戶的一般玻璃②水晶鏡片③石英鐘表④做首飾的瑪瑙⑤硅太陽能電池⑥傳輸信號的光導(dǎo)纖維⑦計(jì)算機(jī)芯片⑧澆灌房頂?shù)乃郃．①②③④⑥ B．全部C．⑤⑦⑧ D．①②⑥⑦解析：①一般玻璃中含SiO2、Na2SiO3、CaSiO3等，①符合題意；②水晶的主要成分是SiO2，②符合題意，石英、瑪瑙主要成分都是SiO2，③④符合題意；硅太陽能電池和計(jì)算機(jī)芯片主要成分是Si，⑤⑦不符合題意；光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2，⑥符合題意；水泥主要成分是硅酸鹽，⑧不符合題意。6．(2024·長沙高一檢測)如圖為刻蝕在玻璃上的精致的花紋圖案，則刻蝕過程中所發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為(D)A．CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑B．NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑C．Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑D．SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O7．下列離子方程式中書寫正確的是(C)A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．二氧化硅放入澄清石灰水中：Ca(OH)2＋2SiO2=CaSiO3＋H2OC．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OD．單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中：Si＋4OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑解析：過量二氧化碳應(yīng)生成HCOeq\o\al(2－,3)，且Na2SiO3應(yīng)拆為離子形式，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅與石灰水離子方程式為Ca2＋＋2OH－＋SiO2=CaSiO3↓＋H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，C項(xiàng)正確；硅與燒堿溶液反應(yīng)為Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．“中國芯”的發(fā)展離不開高純單晶硅。從石英砂(主要成分為SiO2)制取高純硅涉及的主要反應(yīng)用流程圖表示如下：下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．反應(yīng)①中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2B．流程中HCl和H2可以循環(huán)利用C．反應(yīng)①②③均為置換反應(yīng)D．生成的硅單質(zhì)是光導(dǎo)纖維的主要成分解析：反應(yīng)①的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1800～2000℃))2CO↑＋Si，SiO2是氧化劑，C是還原劑，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，A項(xiàng)正確；反應(yīng)②中的HCl是反應(yīng)物、H2是生成物，反應(yīng)③中H2是反應(yīng)物、HCl是生成物，故流程中HCl和H2可以循環(huán)利用，B項(xiàng)正確；反應(yīng)①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(1800～2000℃))2CO↑＋Si，反應(yīng)②Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(300℃))H2＋SiHCl3，反應(yīng)③H2＋SiHCl3eq\o(=,\s\up7(1100℃))Si＋3HCl，均為置換反應(yīng)，C項(xiàng)正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，Si單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料，D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜合強(qiáng)化9．下列反應(yīng)不能一步完成的是(B)A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3C．Na2SiO3→H2SiO3 D．H2SiO3→SiO210．如圖所示，A、B、C、D分別代表有關(guān)反應(yīng)中的一種化合物，其中物質(zhì)A是一種高熔點(diǎn)化合物，不溶于硫酸、硝酸，卻溶于氫氟酸。請回答下列問題：(1)A、B、C、D的化學(xué)式分別是_SiO2__、_CO__、_CO2__、_H2SiO3__。(2)A→B的化學(xué)方程式是SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(3)C→D的離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H20=H2SiO3(膠體)＋COeq\o\al(2－,3)。解析：本題的突破口是“A是一種高熔點(diǎn)化合物，不溶于硫酸、硝酸，卻溶于氫氟酸”，因此A是SiO2。SiO2在高溫下被碳還原生成Si和CO，又B點(diǎn)燃得到C，則B是CO，C是CO2，D加熱生成A，則D是硅酸。(1)依據(jù)以上分析可知A、B、C、D的化學(xué)式分別是SiO2、CO、CO2、H2SiO3。(2)A→B的化學(xué)方程式是SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。(3)C→D的離子方程式是SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=H2SiO3(膠體)＋COeq\o\al(2－,3)。11．含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于第_ⅣA__族，與A同族但相對原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是_最外層均有4個(gè)電子__。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_氫氟酸__，反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將少量的E通入D的水溶液中，生成含A的化合物F。①分別寫誕生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不行選用的是_AB__。A．一般玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．鐵坩堝解析：含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，則A為Si，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，則C為SiO2，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D為Na2SiO3。(1)A的最外層電子數(shù)為4，位于第ⅣA族，與A同族但相對原子質(zhì)量比A小的元素B為碳，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，二者最外層均有4個(gè)電子；(2)二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅與水，化學(xué)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；(3)①將SiO2與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成Na2SiO3，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E，則E為CO2，化學(xué)方程式為SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；將少量的CO2與Na2SiO3水溶液反應(yīng)，生成了含A的化合物F為H2SiO3，化學(xué)方程式為Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓；②一般玻璃坩堝、石英玻璃坩堝中的二氧化硅在高溫下都能與碳酸鈉反應(yīng)，應(yīng)在鐵坩堝中熔化，A、B兩選項(xiàng)符合題意。12．(2024·武漢高一檢測)硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)建了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si(粗)＋2CO↑；SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參與反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為_5∶2__。(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1373～1453K))Si(純)＋3HCl。②整個(gè)制備過程中必需嚴(yán)格限制無水無氧。SiHCl3遇水猛烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋3HCl＋H2↑。解析：(