人教版高中化學(xué)必修二第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料練習(xí)含答案

第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料(一)基礎(chǔ)鞏固1.(2024·廣東惠州三模)我國(guó)文物具有鮮明的時(shí)代特征。下列源自廣東的文物的主要成分屬于硅酸鹽的是()A.錯(cuò)銀青銅牛燈B.鎏金獸形銅盒硯C.三彩孩童騎牛陶俑 D.金刻花八寶魚(yú)解析:錯(cuò)銀青銅牛燈為青銅器,主要成分為金屬材料;鎏金獸形銅盒硯,主要成分為銅,為金屬材料;三彩孩童騎牛陶俑為陶瓷制品,主要成分屬于硅酸鹽;金刻花八寶魚(yú)的主要成分為黃金,為金屬材料。答案:C2.下列關(guān)于水泥的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.水泥的主要成分為硅酸鈣B.水泥、砂和水的混合物叫水泥砂漿,是建筑時(shí)常用的黏合劑C.在具體的建筑中,所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)要符合要求D.我國(guó)的三峽大壩所使用的水泥的標(biāo)號(hào)應(yīng)是高標(biāo)號(hào)的水泥答案:A3.下列有關(guān)普通玻璃的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英砂B.玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)C.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D.盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿與二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口黏在一起解析:普通玻璃以純堿、石灰石和石英砂為原料,經(jīng)混合、粉碎,在玻璃窯中熔融制得,A項(xiàng)正確;玻璃是混合物,沒(méi)有固定的熔點(diǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;普通玻璃的主要成分為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,C項(xiàng)正確;二氧化硅易與堿液反應(yīng)生成Na2SiO3,Na2SiO3具有很強(qiáng)的黏合性,因此盛NaOH等強(qiáng)堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,D項(xiàng)正確。答案:B4.(2024·廣東佛山高一期中)高純度晶體硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域的一場(chǎng)偉大“革命”。工業(yè)上可以按下列方法制備:SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說(shuō)法正確的是()A.步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑B.步驟②和步驟③的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)C.可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的CaCO3D.SiO2既可以與NaOH溶液反應(yīng),也可以與氫氟酸反應(yīng),因此SiO2屬于兩性氧化物解析:步驟①,C還原SiO2生成Si和CO,化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;步驟②和步驟③的反應(yīng),反應(yīng)條件不同,二者不互為可逆反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹽酸能與碳酸鈣反應(yīng),但與SiO2不反應(yīng),所以可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的CaCO3,C項(xiàng)正確;SiO2既可以與NaOH溶液反應(yīng),也可以與氫氟酸反應(yīng),但生成的SiF4不屬于鹽,因此SiO2不屬于兩性氧化物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C5.下列有關(guān)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的說(shuō)法中正確的是()A.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn),但是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材料B.氮化硅陶瓷是一種重要的結(jié)構(gòu)材料,具有超硬性,它不與任何無(wú)機(jī)酸反應(yīng)C.光導(dǎo)纖維是一種優(yōu)良的導(dǎo)電材料D.光導(dǎo)纖維的抗干擾性能好,不發(fā)生電輻射,通信質(zhì)量高,能防竊聽(tīng)解析:高溫結(jié)構(gòu)陶瓷克服了金屬材料的弱點(diǎn),本身還具有很多優(yōu)點(diǎn),如耐高溫、高硬度、抗氧化等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氮化硅陶瓷是重要的結(jié)構(gòu)材料,耐腐蝕性較強(qiáng),可以與氫氟酸反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維,不導(dǎo)電,且抗干擾能力好,不發(fā)生電輻射,能防竊聽(tīng)等,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。答案:D6.(2023·廣東梅州)化學(xué)創(chuàng)造美好生活。下列有關(guān)生產(chǎn)應(yīng)用的化學(xué)原理解釋錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)應(yīng)用解釋A“中國(guó)奮斗者號(hào)”載人潛水器使用了鈦合金鈦合金比金屬鈦具有更高的硬度和強(qiáng)度B問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙使用了石墨烯導(dǎo)熱索技術(shù)石墨烯是新型無(wú)機(jī)非金屬材料,可以有效導(dǎo)熱C高純硅可用于制作光感電池硅具有半導(dǎo)體性能,可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能D食品包裝袋中常有硅膠、生石灰、還原鐵粉三類小包硅膠具有吸水性,生石灰、還原鐵粉能與水反應(yīng),都是用于防止食品受潮解析:鈦合金比純金屬鈦具有更高的強(qiáng)度、硬度,故A項(xiàng)正確;石墨烯發(fā)熱材料屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料,故B項(xiàng)正確;硅是半導(dǎo)體材料,導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,可作太陽(yáng)能電池板,故C項(xiàng)正確;硅膠具有吸水性,生石灰能與水反應(yīng),均能防止食品受潮,還原鐵粉能防止食品被氧化,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D7.陶瓷的發(fā)明是人類早期科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑,現(xiàn)在,陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中。(1)工業(yè)上制備陶瓷的主要原料是。

(2)陶瓷不具有的性質(zhì)是(填字母)。

A.可導(dǎo)電 B.耐酸堿C.抗氧化 D.耐高溫(3)實(shí)驗(yàn)室中最常用的坩堝是,熔融燒堿樣品做實(shí)驗(yàn)時(shí)一般選用坩堝。

(4)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉質(zhì)中含有極微量的Pb、Cd和Sb等有毒的金屬鹽類,為防止中毒,不能長(zhǎng)期盛放下列物質(zhì)中的(填字母)。

A.食用植物油 B.醬油C.食醋 D.酒答案:(1)黏土(2)A(3)瓷坩堝鐵(4)C(二)拓展提高8.半導(dǎo)體工業(yè)中,有一句行話:“從沙灘到用戶”,即由SiO2制取Si。制取過(guò)程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是()A.2C+SiO2Si+2CO↑B.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OC.Si+2Cl2SiCl4D.SiCl4+2H2Si+4HCl解析:由SiO2制取Si時(shí)要先制得粗硅,反應(yīng)為2C+SiO2Si+2CO↑,然后再進(jìn)行提純,反應(yīng)依次為Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。答案:B9.多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài),是制造硅拋光片、太陽(yáng)能電池及高純硅的主要原料。已知多晶硅第三代工業(yè)制取流程如圖所示:下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.Y可能是H2B.制取粗硅的過(guò)程中焦炭與石英砂會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅,在該副反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C.SiHCl3中硅元素的化合價(jià)為+4價(jià)D.Y與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)解析:Y能夠還原SiHCl3為硅單質(zhì),則Y可能是H2,A項(xiàng)正確;制取粗硅的過(guò)程中焦炭與石英砂會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成SiC:3C+SiO2SiC+2CO↑,在該反應(yīng)中碳既是氧化劑,又是還原劑,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;SiHCl3中H是-1價(jià),Cl是-1價(jià),則Si的化合價(jià)為+4價(jià),C項(xiàng)正確;H2與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng):SiHCl3+H2Si+3HCl,屬于置換反應(yīng),D項(xiàng)正確。答案:B(三)挑戰(zhàn)創(chuàng)新10.工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應(yīng)為2Mg+SiO22MgO+Si,同時(shí)發(fā)生副反應(yīng):2Mg+SiMg2Si。Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)工業(yè)上通常利用SiO2與碳反應(yīng)來(lái)制取硅,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(2)由于O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣,試管中的固體試劑可選用(填字母)。

A.石灰石B.鋅粒C.純堿(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因是

。

(4)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時(shí),向反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃。用化學(xué)方程式表示這兩個(gè)反應(yīng):①;

②。

解析:(1)二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)生成硅和CO氣體。(2)Mg可以與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鎂和碳,Mg與氫氣不能發(fā)生反應(yīng),因此可用氫氣作為保護(hù)氣,選用的試劑為稀硫酸和鋅粒,再用濃硫酸干燥。(3)裝置中有空氣,若不用氫氣排盡裝置中的空氣,氫氣與空氣的混合氣體燃燒會(huì)發(fā)生爆炸,所以反應(yīng)開(kāi)始前應(yīng)該先通氫氣排盡裝置中的空氣;Mg與SiO2反應(yīng)的條件是加熱,停止加熱后,反應(yīng)的條件由反應(yīng)放出的熱量維持。(4)Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷),其反應(yīng)的化學(xué)方