（新人教版）5.3无机非金属材料 高中化学必修二 课后培优练（含解析）

5.3无机非金属材料同步练习人教版（ 2019）高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）
高纯度硅是典型的半导体材料，在半导体工业中，有一句话“从沙滩到用户”，即由制取。工业上生产流程制取高纯度硅的一种方法如下所示，下列有关这一工业流程的说法不正确的是
A. 步骤的化学方程式为
B. 、是置换反应，是化合反应
C. 上述任一反应中，每消耗或生成硅，均转移电子
D. 在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
化学与生活、生产科技密切相关。下列说法错误的有
传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料
工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料
碳纤维、合成纤维、光导纤维都属于高分子材料
高温下，工业制硅的反应方程式为
单质硅可用于制取通信芯片
“”飞机身使用的复合材料碳纤维和环氧树脂，属于新型无机非金属材料
太阳能发电板的主要材料是
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
普通玻璃是氧化物，成分可表示为
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A. B. C. D.
下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A. 晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B. 常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C. 是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸
D. 除去中混有的可加入适量的稀盐酸
下列有关物质的用途的说法不正确的是
A. 可用于制造光导纤维，可用于制造计算机芯片
B. 常温下的化学性质稳定，在自然界中硅大部分以游离态存在
C. 石英砂、纯碱和石灰石可用于制造普通玻璃
D. 浓溶液可用于刻蚀玻璃
下列关于硅单质及其化合物的说法不正确的是
硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
普通玻璃是氧化物，成分可表示为
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A. B. C. D.
高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备：
粗纯
下列说法不正确的是
A. 步骤的化学方程式为：
B. 步骤中每生成，转移电子
C. 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D. 沸点中含有少量的沸点，通过蒸馏或分馏可提纯
下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 玻璃是氧化物，成分可表示为
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A. B. C. D.
下列叙述错误的是
A. 硅在自然界中主要以单质形式存在
B. 硅是应用最为广泛的半导体材料
C. 高纯度的硅可用于制造计算机芯片
D. 二氧化硅可用于生产玻璃
下列有关硅的说法不正确的是
A. 常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态的形式存在
B. 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C. 工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅
D. 高纯度的硅可以制作计算机、通信设备、家用电器等各类芯片
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共2小题，共16.0分）
下列物品或设施：
陶瓷餐具 砖瓦 混凝土桥墩 门窗玻璃 水晶镜片
石英钟 水晶项链 硅太阳能电池 光导纤维 计算机芯片
使用了硅单质的是 填序号，下同。
使用了二氧化硅的是 。
使用了硅酸盐材料的是 。
除去溶液中混有的应加入__________填化学式溶液。
中国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以黏土主要成分为原料，经高温烧结而成。若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为：________________。
________是制造光导纤维重要原料。
漂白粉或漂粉精的有效成分是_________填化学式。
是______色有毒气体，与水反应的方程式为____________________________，标准状况下与水反应转移电子为______。
蔗糖与浓硫酸发生反应，形成“黑面包”，体现了浓硫酸的________________性。
三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：
高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
粗硅与干燥气体反应制得：；
与过量在反应制得纯硅。
已知能与剧烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
第步制备粗硅的化学反应方程式为______________。
用与过量反应制备纯硅的装置如图所示热源及夹持装置均已略去：
装置中的试剂是_______。装置中的烧瓶需要加热，其目的是_____________________。
反应一段时间后，装置中观察到的现象是____________________，装置不能采用普通玻璃管的原因是____________________，装置中发生反应的化学方程式为_________________。
为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性、控制好反应温度以及______________。
晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“世纪的能源”、“未来的石油”。
工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________填“氧化剂”或“还原剂”；在该反应中，若消耗了，则转移电子的总数为_______________。
某实验室利用沸点与过量在反应制得纯硅。已知能与强烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示热源及夹持装置略去。
装置中的试剂是___________。装置中的烧瓶需要加热，其目的是_________________。
反应一段时间后，装置中观察到的现象是______________________；装置中发生反应的化学方程式为___________________________________。
为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______填字母。
碘水 氯水 溶液 溶液
许多人喜欢佩戴玉石饰品，玉石的主要成分基本属于硅酸盐，例如和田玉的分子式为，表示成氧化物的形式为_____________________
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题借助于工业制硅的过程，考查了反应类型的判断、还原性的比较、电子转移数目的计算，难度中等，解题的关键是对基础知识的灵活运用。
【解答】
步骤为焦炭还原二氧化硅，化学方程式为，故A正确；
B.二氧化硅与碳反应生成硅和一氧化碳，四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，都是置换反应，硅和氯气反应生成四氯化硅，是化合反应，故B正确；
C.硅的物质的量为，每消耗或生成个硅，化合价均变化，即均转移个电子，所以每消耗或生成硅，均转移电子，故C正确；
D.在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，则石英砂与焦炭反应，氯气与氢气反应，就不再按照题干的流程进行，不会得到高纯硅，故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学与生活、生产科技的关系，为高频考点，难度不大。掌握传统非金属材料的分类、金属材料以及新型材料的常见分类和性质是解答关键。
【解答】
传统无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐，而新型无机非金属材料的主要成分不是硅酸盐，故错误；
钢丝属于铁的合金，属于金属材料，故正确；
工业生产漂白粉的原料为氯气和氢氧化钙，故错误；
光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于高分子材料，故错误；
高温下，工业制硅的反应方程式为，故错误；
硅单质是良好的半导体材料，可用于制取通信芯片，故正确；
环氧树脂是有机高分子材料，故错误；
太阳能发电板的主要材料是，故错误。
综上所述错误的有，共个，故C正确。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查硅及硅的化合物，明确硅及其化合物的性质和用途是解题关键，注意对基础知识的积累。
【解答】
岩石和矿物中含有硅酸盐、二氧化硅，所以岩石和矿物的基本元素有硅元素，故正确；
水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，故正确；
光导纤维主要成分为二氧化硅，不是硅，故错误；
玻璃是混合物不是氧化物，故错误；
粗硅制备单晶硅的反应有：、，过程中涉及氧化还原反应，故错误，
故选A。

4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了硅及二氧化硅的性质、存在形式，注意硅单质虽然不活泼，但硅元素属于亲氧元素，导致硅元素不能在自然界中以游离态存在，题目难度不大。
【解答】
A.硅单质是半导体材料，可以导电，但属于非金属材料，故A错误；
B.硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，不能以游离态存在，广泛存在于矿物和岩石中，故B错误；
C.酸性氧化物不一定都与水反应生成相应的酸，不溶于水，不能够与水反应生成相应的酸，故C错误；
D.盐酸和碳酸钙反应生成可溶性的氯化钙，二氧化硅和盐酸不反应，然后采用过滤的方法除去氯化钙，所以能除去杂质，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查硅与二氧化硅的性质和用途，题目较基础，掌握硅以及二氧化硅的基础知识是解题的关键。
【解答】
A.属于半导体，可用来制造计算机芯片，可用于制造光导纤维，是一种新型的无机非金属材料，故A正确；
B.硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，故B错误；
C.制造普通玻璃的原料：石灰石、纯碱、石英，故C正确；
D.可与溶液反应，故浓溶液可用于刻蚀玻璃，故D正确。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查硅及硅的化合物，明确硅及其化合物的性质和用途是解题关键，注意对基础知识的积累。
【解答】
岩石和矿物中含有硅酸盐、二氧化硅，所以岩石和矿物的基本元素有硅元素，故正确；
水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，故正确；
光导纤维主要成分为二氧化硅，不是硅，故错误；
玻璃是混合物不是氧化物，主要是硅酸钠、硅酸钙、石英的混合物，成分可用氧化物的形式表示为，故错误；
粗硅制备单晶硅的反应有：、、，过程中涉及氧化还原反应，故错误
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题结合高纯硅的制备考查硅及其化合物的性质与用途、氧化还原反应的相关计算等，题目难度不大，掌握硅及其化合物的相关知识即可解答。
【解答】
A.二氧化硅高温下与反应生成硅和气体，即步骤的化学方程式为：，故A错误；
B.步骤中的化合价降低价，故每生成转移电子 ，故B正确；
C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故C正确；
D.沸点相差以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，故D正确；
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查硅及硅的化合物，明确硅及其化合物的性质和用途是解题关键，注意对基础知识的积累。
【解答】
岩石和矿物中含有硅酸盐、二氧化硅，所以岩石和矿物的基本元素有硅元素，故正确；
水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，故正确；
光导纤维主要成分为二氧化硅，不是硅，故错误；
玻璃是混合物不是氧化物，主要是硅酸钠、硅酸钙、石英的混合物，成分可用氧化物的形式表示为，故错误；
粗硅制备单晶硅的反应有：、、，过程中涉及氧化还原反应，故错误，
故选A。

9.【答案】
【解析】A、硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以化合态形式存在，故A错误；
B、硅处于导体与绝缘体之间，是应用最广泛的半导体材料，故B正确；
C、硅是应用最广泛的半导体材料，高纯度的硅可用于制造计算机芯片，故C正确；
D、生产玻璃的原料为纯碱、石灰石和二氧化硅，则二氧化硅可用于生产玻璃，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查元素化合物知识，熟悉硅及其化合物的性质是解题关键，试题难度较小。
【解答】
A.硅的化学性质不活泼，但硅是亲氧元素，在地壳中以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，在自然界中没有游离态，故A错误；
B.硅在元素周期表中处于金属和非金属的过渡位置，所以晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料，故B正确；
C.二氧化硅与焦炭反应生成粗硅和一氧化碳，故C正确；
D.单质硅是半导体材料，常用来制作计算机芯片，故D正确。
11.【答案】
【解析】硅为良好的半导体材料，可用于制硅太阳能电池、计算机芯片
二氧化硅具有良好的透光性和较大的硬度，使用了二氧化硅的是： 水晶镜片、石英钟、水晶项链、光导纤维。
陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸盐，则使用了硅酸盐材料的是：陶瓷餐具、砖瓦、混凝土桥墩、门窗玻璃。
12.【答案】

或二氧化硅

红棕；；
脱水性、强氧化性
【解析】
【分析】
本题考查了金属和非金属元素及其化合物的性质和用途，掌握非金属中硅、氯和氮及其硫元素重要化合物的化学性质及其应用是解题的关键，注意把握碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化，试题难度不大。
【解答】
根据碳酸氢钠的化学性质，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则除去溶液中混有的应加入溶液，
故答案为：；
黏土的主要成分，若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为，
故答案为：；
是制造光导纤维的重要原料，
故答案为：；
漂白粉或漂粉精的有效成分是，
故答案为：；
二氧化氮是红棕色有毒气体，与水反应生成硝酸和一氧化氮，其反应的化学方程式为，标准状况下与水反应转移电子为，
故答案为：红棕；；；
浓硫酸具有脱水性，可以使蔗糖炭化，同时浓硫酸具有强氧化性，使得到的碳与浓硫酸发生氧化还原反应，生成二氧化碳、二氧化硫气体，从而形成“黑面包“，
故答案为：脱水性、强氧化性。
13.【答案】；
浓硫酸；使滴入烧瓶中的汽化；
有固体物质生成；在该反应温度下，普通玻璃会软化；；
排尽装置中的空气。
【解析】
【分析】
本题以的制取为载体考查化学实验，涉及氧化还原反应、基本操作、混合物的分离和提纯等知识点，明确反应原理是解本题关键，再结合物质的性质分析解答，同时考查学生思维的缜密性。
【解答】
高温下，和反应生成和，反应方程式为；
为防止与强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；升高温度能使汽化，从而使汽化进入石英管中和氢气反应；
中发生反应：，为固态，所以看到的现象是有灰黑色固体物质生成；装置不能采用普通玻璃管的原因是因为在该反应温度下，普通玻璃会软化；
是亲氧元素，为防止被氧化，需要实验时要排尽装置中的空气，故答案为：排尽装置中的空气。

14.【答案】还原剂；
浓硫酸；使汽化；有固体生成；；
【解析】
【分析】
【分析】
本题考查单质硅的工业及实验室合成方法，涉及实验现象的判断、化学方程式的书写等相关知识点。明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握物质制备方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，题目难度中等。
【解答】
焦炭在反应中化合价升高，故焦炭作还原剂；反应中消耗了，即，转移电子为，则转移电子的总数为，故答案为：还原剂；；
能与强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气， 中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的汽化，故答案为：浓硫酸；使汽化；
装置中有硅单质生成，即有固体物质生成。此反应为 ，故答案为：有固体生成；；
铁能和酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，故答案为。
硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物，则，表示成氧化物的形式为
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