专题十四无机非金属材料 学案（含解析） 2024年高中化学学业水平测试（全国通用）
文档属性
| 名称 | 专题十四无机非金属材料 学案（含解析） 2024年高中化学学业水平测试（全国通用） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 292.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-24 20:31:55 | ||
图片预览
文档简介
专题十四 无机非金属材料
专题十四 无机非金属材料
【课标要求】
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解其他无机元素及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
【学科素养】
变化观念与平衡思想：根据碳、硅的结构，预测在一定条件下碳、硅及其化合物可能发生的化学变化。
科学态度与社会责任：关注与碳、硅有关的热点问题(如光导纤维、硅电池、半导体材料)，形成可持续发展的意识；知道碳、硅及其化合物对社会发展的重大贡献。
【基本知识解读】
一、硅单质
1.存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2.物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3.化学性质
常温下与F2、HF、NaOH反应；加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物SiH4，加热时还能与Cl2、O2化合分别生成SiCl4、SiO2。涉及的化学方程式如下：
①与非金属单质反应
②与氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
③与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(4)制备方法
①制取粗硅：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑。
②粗硅提纯：Si+2Cl2SiCl4，SiCl4+2H2Si+4HCl。
【特别提醒】①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。
②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。
(5)主要用途
①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。
二、二氧化硅
1.存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2.结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
3.二氧化硅的性质及用途
物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水
化学性质 与水反应 不反应
与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
与碱反应 如与NaOH反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
与盐反应 如与Na2CO3反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
与碱性氧化物反应 如与CaO反应：CaO+SiO2CaSiO3
用途 光导纤维、光学仪器、电子部件
【特别提醒】
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
②氢氟酸能与SiO2反应，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中，而应存放在塑料瓶中。
三、硅酸、硅酸盐
1.硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2.硅酸盐
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应：
a.与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓。
b.与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
(3)硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO 3MgO 4SiO2。
推背图①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。
②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。
四、无机非金属材料
1.传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(1)常见硅酸盐材料比较
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
2.新型陶瓷
高温结构陶瓷(碳化硅、氮化硅)；压电陶瓷(钛酸盐和锆酸盐)；透明陶瓷(氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙)；超导陶瓷等。
材料类型 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等
压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等
透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域
(1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
3.碳纳米材料
碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料
(1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
(2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。
结构特点 应用
富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代
碳纳米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器等
石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等
【关键能力拓展】
一、碳、硅及其化合物“反常”性质
(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2+2CSi+2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
(6)一般情况下，碱性氧化物+酸→盐+水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
(7)一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
(8)一般情况下，较强酸+较弱酸的盐―→较弱酸+较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
(9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C+H2O(g)H2+CO。
(10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。
【核心考点例题】
高频考点一 硅单质
1．高纯度的硅用于制造
A．电脑芯片 B．光导纤维 C．水晶项链 D．陶瓷餐具
2．硅太阳能电池广泛应用于光伏电站、人造卫星和电动汽车，其核心材料是
A．石墨 B．高纯硅 C．二氧化硅 D．陶瓷
3．在实现碳中和目标的过程中，我国太阳能发电产业的制造能力持续增强。下列物质中属于太阳能电池板核心材料的是
A．Si B． C． D．SiC
4．单晶硅是现代信息技术的基础材料。工业上制备硅的反应原理为，下列说法不正确的是
A．该反应为置换反应 B．是氧化剂
C．1molC参加反应转移4mol电子 D．单晶硅是良好的半导体材料
5．下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（ ）
A．二氧化硅可用于生产玻璃
B．硅在自然界中主要以单质形式存在
C．硅是应用最广泛的半导体材料
D．高纯度的硅可用于制造计算机芯片
6．“中国芯”的研发是我国自主创新领域的重中之重，生产芯片的基础材料是（ ）
A．Si B． C．SiC D．
7．下列物品所用材料含有硅单质的是
A．计算机芯片 B．光导纤维
C．水晶镜片 D．门窗玻璃
8．当前，应用最广泛的半导体材料的主要成分是
A．Cu B．Ag C．Zn D．Si
9．下列叙述错误的是
A．二氧化硅可用于生产玻璃 B．硅是应用最广泛的半导体材料之一
C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．硅在自然界中主要以单质形式存在
10．我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是
A．Al B．C C．Si D．Fe
高频考点二 二氧化硅
11．下列物质中，可用于制造光导纤维的材料是
A．陶瓷 B．二氧化硅 C．聚乙烯 D．铜合金
12．用于制造光导纤维的氧化物是
A．P2O5 B．SiO2 C．CaO D．Na2O
13．下列叙述错误的是
A．石英砂可用于生产玻璃 B．高纯度的硅可用于制造计算机芯片
C．二氧化硅为半导体材料 D．二氧化硅可用来生产光导纤维
14．下列有关物质的用途的说法不正确的是
A．SiO2可用于制造光导纤维，Si可用于制造计算机芯片
B．常温下Si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HF溶液可用于刻蚀玻璃
15．下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的是
A． B． C． D．
16．下列关于SiO2的说法错误的是
A．与NaOH溶液反应生成盐 B．高温下能与CaO反应生成盐
C．纯净的SiO2是光纤制品的基本原料 D．能与氢氟酸反应，属于碱性氧化物
17．下列有关物质的说法错误的是
A．水玻璃可用作木材防火剂 B．氧化铁常用作红色油漆和涂料
C．氨常用作制冷剂 D．二氧化硅可以和水直接反应制取硅酸
18．下列有关硅及其化合物的说法错误的是
A．二氧化硅常用于制作计算机芯片 B．工业上常用焦炭还原石英砂制得粗硅
C．硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族 D．碳纳米材料属于新型无机非金属材料
19．中国的量子通信、5G技术在世界上处于领先地位。下列说法不正确的是
A．“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅
B．光导纤维被广泛应用于光缆通讯，其成分是二氧化硅
C．高温结构陶瓷是制作导弹、火箭的理想材料
D．玻璃、水泥、陶瓷属于硅酸盐产品
20．下列物质中，不能与发生反应的是
A．稀盐酸 B．氧化钙 C．烧碱溶液 D．焦炭
高频考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
21．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列不属于传统无机非金属材料的是
A．玻璃 B．水泥 C．陶瓷 D．石墨烯
22．下列属于传统无机非金属材料的是
A．单晶硅 B．石墨烯 C．普通玻璃 D．二氧化硅
23．随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系。下列物质中属于新型无机非金属材料的是
A．水泥 B．普通玻璃 C．石墨烯 D．陶瓷
24．材料改善生活。下列物体的主要材质属于无机非金属材料的是
A．C919使用的轮胎 B．塑料水桶
C．高铁钢轨 D．陶瓷碗
25．下列物质中，不含硅酸盐的是
A．陶瓷 B．硅芯片 C．玻璃 D．普通水泥
26．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是
A．玻璃 B．特种橡胶 C．超级钢 D．光导纤维
27．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述不正确的是
A．硅酸盐经常用来制作水晶项链 B．硅胶可以用作瓶装药品干燥剂
C．高纯单质硅可用来制造光电池 D．二氧化硅可用来制造光导纤维
28．饭后，婷婷围着纯棉围裙，戴着橡胶手套，洗刷不锈钢锅和陶瓷碗碟。下列说法不正确的是（ ）
A．纯棉属于复合材料 B．橡胶属于高分子材料
C．不锈钢属于合金材料 D．陶瓷属于硅酸盐材料
29．材料的研发与应用使城市轨道交通快速发展。图1是铁轨上运行的地铁列车图2是地铁车厢内部场景。用字母标号回答下列问题：
(1)地铁钢轨属于 。
A.合金 B.橡胶 C.塑料
(2)地铁车窗常用钢化玻璃。生产玻璃需用到的原料是 。
A.纯碱() B.胆矾() C.醋酸()
(3)地铁列车内使用了阻燃橡胶地板。阻燃橡胶属于 。
A.金属材料 B.无机非金属材料 C.有机高分子材料
(4)地铁信息传输使用了光导纤维。光导纤维的主要成分是 。
A.铜 B.石墨 C.二氧化硅
(5)地铁隧道建设需用大量水泥。生产水泥的主要原料为黏土和 。
A.石灰石 B.粗盐 C.烧碱
30．材料是人类生存和发展的物质基础。
(1)汽车在“超级高速公路”上行驶，自动收费系统会通过车载芯片对车辆进行自动收费。制取芯片的主要原料是 (填化学式)。
(2)中国的高铁技术居于国际领先地位，高铁座椅内填充有聚氨酯软质泡沫。聚氨酯属于 (填字母)。
A．金属材料B．无机非金属材料C．有机高分子材料
(3)水泥被广泛地用作建筑材料，是因为水泥可以在空气和水中 。普通硅酸盐水泥的生产原料主要是黏土和 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．纯硅用于制电脑芯片，A正确；
B．光导纤维用二氧化硅，B错误；
C．水晶项链主要是由水晶和金属部分组成，水晶主要成分是二氧化硅，C错误；
D．陶瓷餐具主要成分是黏土，D错误；
故答案为：A。
2．B
【详解】硅太阳能电池广泛应用于光伏电站、人造卫星和电动汽车，其核心材料是硅，又石墨为碳元素形成的单质、陶瓷主要成分为硅酸盐，综上故选B。
3．A
【详解】A．晶体硅是重要的半导体材料，Si属于太阳能电池板核心材料，故选A。
4．C
【详解】A．该反应符合置换反应的定义，A正确；
B．二氧化硅化合价降低，是氧化剂，B正确；
C．碳元素的化合价从0价变为+2价，故1molC参加反应转移2mol电子，C错误；
D．硅在周期表中位于金属元素和非金属元素的交界地带，是良好的半导体材料，D正确；
故选C。
5．B
【详解】A．生产玻璃的原料是二氧化硅、碳酸钠、碳酸钙，所以二氧化硅可用于生产玻璃，故A正确；
B．Si是亲氧元素，则Si在自然界中以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中没有硅单质，故B错误；
C．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，硅是优良的半导体材料，高纯度的硅可以用于制造计算机芯片，故C正确；
D．高纯度的硅为良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故D正确。
答案选B。
6．A
【详解】A．芯片的生产与硅单质有关,故A符合题意；
B．二氧化硅是制造光导纤维的原料，也是制造玻璃的原料，B不合题意；
C．碳化硅是硬度较大的耐磨材料，C不合题意；
D．硅酸钠溶液可做木材防火剂，工业胶等，D不合题意；
答案选A。
7．A
【详解】A．硅正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料；利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池，A正确；
B．二氧化硅可用来生产光导纤维，其通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率，B错误；
C．石英晶体中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，所以水晶镜片的材料为二氧化硅，C错误；
D．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等，所以门窗玻璃的材料为硅酸盐，D错误；
故合理选项为A。
8．D
【详解】Cu、Ag、Zn是金属材料，Si元素位于元素周期表金属与非金属的分界线，Si的导电性介于金属非金属之间，属于半导体材料，Si在自然界中的含量丰富，是应用最广泛的半导体材料，故选D。
9．D
【详解】A．制取玻璃的原料有纯碱、石灰石、石英，故二氧化硅(俗称石英)可用于生产玻璃，A正确；
B．Si元素处于元素周期表金属与非金属交界处，导电性介于导体和绝缘体之间，因此硅是应用最广泛的半导体材料之一，B正确；
C．高纯度的硅是良好的半导体，因此是制造计算机芯片的主要材料，C正确；
D．硅元素在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在，不存在单质硅，D错误；
故合理选项是D。
10．C
【详解】我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是晶体硅，故合理选项是C。
11．B
【详解】二氧化硅具有优良的光学特性，二氧化硅常用于制造光导纤维，选B。
12．B
【详解】SiO2则具有良好的导光性，可以用于制造光导纤维，故选B。
13．C
【详解】A．玻璃的生产原料为纯碱、石灰石、石英砂，故A正确；
B．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，硅是优良的半导体材料，高纯度的硅可以用于制造计算机芯片，故B正确；
C．硅是良好的半导体材料，二氧化硅不是半导体材料，故C错误；
D．二氧化硅具有良好的光学特性，可用于生产光导纤维，故D正确。
综上所述，答案为C。
14．B
【详解】A．SiO2具有良好的传输光信号的能力，常用作光导纤维，Si是良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故A正确；
B．Si为亲氧元素，在自然界中只存在化合态，故B错误；
C．制取普通玻璃的原料为二氧化硅、纯碱和石灰石，故C正确；
D．HF能与玻璃中的二氧化硅反应生成SiF4，常用HF刻蚀玻璃，故D正确；
故选：B。
15．D
【分析】与水直接化合形成相应酸或与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物；与水直接化合形成相应碱或与酸反应生成盐和水的氧化物为碱性氧化物；
【详解】A．与水反应生成NaOH和氧气，既不属于酸性氧化物也不属于碱性氧化物，故A不选；
B．溶于水，与水化合生成亚硫酸，属于酸性氧化物，但溶于水，故B不选；
C．不溶于水，能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故C不选；
D．不溶于水，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故D选；
故选D。
16．D
【详解】A．SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，故A正确；
B．SiO2高温下能与CaO反应生成硅酸钙，故B正确；
C．纯净的二氧化硅良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，故C正确；
D．SiO2与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，不属于碱性氧化物，故D错误；
故选：D。
17．D
【详解】A．水玻璃为硅酸钠的水溶液，不易燃烧，可用作木材防火剂，A正确；
B．氧化铁为红棕色固体，常用作红色油漆和涂料，B正确；
C．液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，常用作制冷剂，C正确；
D．二氧化硅不与水反应，D错误；
故答案选D。
18．A
【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，故A错误；
B．工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅，故B正确；
C．Si为14号元素，位于第三周期第IVA族，故C正确；
D．碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等纳米材料，故D正确；
故选A。
19．A
【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，而二氧化硅用于生产光纤，A不正确；
B．光导纤维能对光进行全反射，用于生产光缆，主要成分是二氧化硅，B正确；
C．高温结构陶瓷的耐高温性能好，且抗腐蚀能力强，是制作导弹、火箭的理想材料，C正确；
D．玻璃、水泥、陶瓷的主要成分都是硅酸盐，它们属于传统硅酸盐产品，D正确；
故选A。
20．A
【详解】A．稀盐酸不能与SiO2发生反应，A符合题意；
B．氧化钙与SiO2发生反应生成硅酸钙，B不符合题意；
C．氢氧化钠与SiO2发生反应生成硅酸钠和水，C不符合题意；
D．焦炭与SiO2发生反应生成硅和一氧化碳，D不符合题意；
故选A。
21．D
【详解】传统无机非金属材料包括玻璃、陶瓷、水泥；石墨烯属于新型无机非金属材料；故选D。
22．C
【详解】传统无机非金属材料包括普通玻璃，陶瓷，水泥；答案选C。
23．C
【详解】A．水泥是以石灰石和黏土为原料，再与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，经过复杂的变化得到的，属于传统的硅酸盐材料，故A不符合题意；
B．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料，经过复杂的物理和化学变化得到的以硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅为主要成分的传统的硅酸盐材料，故B不符合题意；
C．石墨烯是一种由碳原子以sp 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯属于新型无机非金属材料，故C符合题意；
D．陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成的，属于传统的硅酸盐材料，故D不符合题意；
故答案为：C。
24．D
【详解】A．C919使用的轮胎主要成分是橡胶，属于有机高分子材料，A不符合题意；
B．塑料水桶主要材料是塑料，塑料属于有机合成材料，不属于无机非金属材料，B不符合题意；
C．高铁钢轨主要成分是铁合金，铁合金属于金属材料，不属于无机非金属材料，C不符合题意；
D．陶瓷碗主要成分是硅酸盐，硅酸盐材料属于无机非金属材料，D符合题意；
故合理选项是D。
25．B
【详解】A．陶瓷的主要成分为硅酸盐，A错误；
B．硅芯片主要成分为单质硅，不含硅酸盐，B正确；
C．玻璃中含有硅酸盐，C错误；
D．普通水泥的主要成分为硅酸盐，D错误；
故答案选B。
26．D
【详解】A．玻璃是硅酸盐产品，属于传统无机非金属材料，故A不选；
B．特种橡胶是具有特殊性能的橡胶，如氟橡胶具有耐热、耐酸碱腐蚀，橡胶属于有机高分子材料，故B不选；
C．超级钢是通过各种工艺方法将普通的碳素结构的钢的铁素体晶粒细化，属于铁碳合金，故C不选；
D．光导纤维主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故D选；
答案选D。
27．A
【详解】A． 硅酸盐经常用来制作水泥，玻璃，水晶其实是一种以二氧化硅为主要成分，故A错误；
B． 硅胶疏松具有吸水性，所以可用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，故B正确；
C． 单质硅导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体，可以制成光电池，故C正确；
D． 光导纤维是利用光反射原理制成，其主要成分是二氧化硅，二氧化硅导光能力强，能同时传输大量信息，故D正确；
故选A。
28．A
【详解】A、纯棉成分是纤维素，复合材料是两种或两种以上不同性能的材料组合到一起，因此纯棉不是复合材料，故A说法错误；B、橡胶是高分子化合物，故B说法正确；C、不锈钢中含有除铁以外的单质，属于合金，故C说法正确；D、陶瓷属于传统无机物非金属材料，属于硅酸盐材料，故D说法正确。
29．(1)A
(2)A
(3)C
(4)C
(5)A
【详解】（1）钢轨主要成分是铁碳合金，故选A。
（2）生产玻璃需用到的原料是石英砂、碳酸钠与碳酸钙，故选A。
（3）阻燃橡胶是橡胶的一种，橡胶属于有机高分子材料，故选C。
（4）光导纤维的主要成分是二氧化硅，故选C。
（5）生产水泥的主要原料为黏土和石灰石，故选A。
30． Si C 硬化 石灰石
【详解】(1)制取芯片的主要原料是单质硅；
(2)聚氨酯属于高分子合成材料，是有机高分子化合物，故答案为C；
(3)水泥可以在空气和水中均可以硬化；普通硅酸盐水泥以石灰石和黏土为原料，二者与其他辅料混合、研磨再进行其他加工制得普通水泥。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
专题十四 无机非金属材料
【课标要求】
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解其他无机元素及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
【学科素养】
变化观念与平衡思想：根据碳、硅的结构，预测在一定条件下碳、硅及其化合物可能发生的化学变化。
科学态度与社会责任：关注与碳、硅有关的热点问题(如光导纤维、硅电池、半导体材料)，形成可持续发展的意识；知道碳、硅及其化合物对社会发展的重大贡献。
【基本知识解读】
一、硅单质
1.存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2.物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3.化学性质
常温下与F2、HF、NaOH反应；加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物SiH4，加热时还能与Cl2、O2化合分别生成SiCl4、SiO2。涉及的化学方程式如下：
①与非金属单质反应
②与氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
③与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(4)制备方法
①制取粗硅：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑。
②粗硅提纯：Si+2Cl2SiCl4，SiCl4+2H2Si+4HCl。
【特别提醒】①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。
②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。
(5)主要用途
①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。
二、二氧化硅
1.存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2.结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
3.二氧化硅的性质及用途
物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水
化学性质 与水反应 不反应
与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
与碱反应 如与NaOH反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
与盐反应 如与Na2CO3反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
与碱性氧化物反应 如与CaO反应：CaO+SiO2CaSiO3
用途 光导纤维、光学仪器、电子部件
【特别提醒】
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
②氢氟酸能与SiO2反应，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中，而应存放在塑料瓶中。
三、硅酸、硅酸盐
1.硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2.硅酸盐
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应：
a.与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓。
b.与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
(3)硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO 3MgO 4SiO2。
推背图①Na2SiO3的水溶液是一种黏合剂，是制备硅胶和木材防火剂等的原料；Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O反应，要密封保存。
②可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性，保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，应用橡胶塞。
四、无机非金属材料
1.传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(1)常见硅酸盐材料比较
水泥 玻璃 陶瓷
生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
(2)玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
2.新型陶瓷
高温结构陶瓷(碳化硅、氮化硅)；压电陶瓷(钛酸盐和锆酸盐)；透明陶瓷(氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙)；超导陶瓷等。
材料类型 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等
压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等
透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等
超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域
(1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
3.碳纳米材料
碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料
(1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
(2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。
结构特点 应用
富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代
碳纳米管 由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器等
石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等
【关键能力拓展】
一、碳、硅及其化合物“反常”性质
(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
(3)Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2+2CSi+2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
(6)一般情况下，碱性氧化物+酸→盐+水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
(7)一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
(8)一般情况下，较强酸+较弱酸的盐―→较弱酸+较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
(9)一般情况下，金属(Na、K)能置换出水中的氢，但C在高温下也能置换出H2O中的氢：C+H2O(g)H2+CO。
(10)一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。
【核心考点例题】
高频考点一 硅单质
1．高纯度的硅用于制造
A．电脑芯片 B．光导纤维 C．水晶项链 D．陶瓷餐具
2．硅太阳能电池广泛应用于光伏电站、人造卫星和电动汽车，其核心材料是
A．石墨 B．高纯硅 C．二氧化硅 D．陶瓷
3．在实现碳中和目标的过程中，我国太阳能发电产业的制造能力持续增强。下列物质中属于太阳能电池板核心材料的是
A．Si B． C． D．SiC
4．单晶硅是现代信息技术的基础材料。工业上制备硅的反应原理为，下列说法不正确的是
A．该反应为置换反应 B．是氧化剂
C．1molC参加反应转移4mol电子 D．单晶硅是良好的半导体材料
5．下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是（ ）
A．二氧化硅可用于生产玻璃
B．硅在自然界中主要以单质形式存在
C．硅是应用最广泛的半导体材料
D．高纯度的硅可用于制造计算机芯片
6．“中国芯”的研发是我国自主创新领域的重中之重，生产芯片的基础材料是（ ）
A．Si B． C．SiC D．
7．下列物品所用材料含有硅单质的是
A．计算机芯片 B．光导纤维
C．水晶镜片 D．门窗玻璃
8．当前，应用最广泛的半导体材料的主要成分是
A．Cu B．Ag C．Zn D．Si
9．下列叙述错误的是
A．二氧化硅可用于生产玻璃 B．硅是应用最广泛的半导体材料之一
C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．硅在自然界中主要以单质形式存在
10．我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是
A．Al B．C C．Si D．Fe
高频考点二 二氧化硅
11．下列物质中，可用于制造光导纤维的材料是
A．陶瓷 B．二氧化硅 C．聚乙烯 D．铜合金
12．用于制造光导纤维的氧化物是
A．P2O5 B．SiO2 C．CaO D．Na2O
13．下列叙述错误的是
A．石英砂可用于生产玻璃 B．高纯度的硅可用于制造计算机芯片
C．二氧化硅为半导体材料 D．二氧化硅可用来生产光导纤维
14．下列有关物质的用途的说法不正确的是
A．SiO2可用于制造光导纤维，Si可用于制造计算机芯片
B．常温下Si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HF溶液可用于刻蚀玻璃
15．下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的是
A． B． C． D．
16．下列关于SiO2的说法错误的是
A．与NaOH溶液反应生成盐 B．高温下能与CaO反应生成盐
C．纯净的SiO2是光纤制品的基本原料 D．能与氢氟酸反应，属于碱性氧化物
17．下列有关物质的说法错误的是
A．水玻璃可用作木材防火剂 B．氧化铁常用作红色油漆和涂料
C．氨常用作制冷剂 D．二氧化硅可以和水直接反应制取硅酸
18．下列有关硅及其化合物的说法错误的是
A．二氧化硅常用于制作计算机芯片 B．工业上常用焦炭还原石英砂制得粗硅
C．硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族 D．碳纳米材料属于新型无机非金属材料
19．中国的量子通信、5G技术在世界上处于领先地位。下列说法不正确的是
A．“北斗”全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅
B．光导纤维被广泛应用于光缆通讯，其成分是二氧化硅
C．高温结构陶瓷是制作导弹、火箭的理想材料
D．玻璃、水泥、陶瓷属于硅酸盐产品
20．下列物质中，不能与发生反应的是
A．稀盐酸 B．氧化钙 C．烧碱溶液 D．焦炭
高频考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料
21．材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列不属于传统无机非金属材料的是
A．玻璃 B．水泥 C．陶瓷 D．石墨烯
22．下列属于传统无机非金属材料的是
A．单晶硅 B．石墨烯 C．普通玻璃 D．二氧化硅
23．随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系。下列物质中属于新型无机非金属材料的是
A．水泥 B．普通玻璃 C．石墨烯 D．陶瓷
24．材料改善生活。下列物体的主要材质属于无机非金属材料的是
A．C919使用的轮胎 B．塑料水桶
C．高铁钢轨 D．陶瓷碗
25．下列物质中，不含硅酸盐的是
A．陶瓷 B．硅芯片 C．玻璃 D．普通水泥
26．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是
A．玻璃 B．特种橡胶 C．超级钢 D．光导纤维
27．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述不正确的是
A．硅酸盐经常用来制作水晶项链 B．硅胶可以用作瓶装药品干燥剂
C．高纯单质硅可用来制造光电池 D．二氧化硅可用来制造光导纤维
28．饭后，婷婷围着纯棉围裙，戴着橡胶手套，洗刷不锈钢锅和陶瓷碗碟。下列说法不正确的是（ ）
A．纯棉属于复合材料 B．橡胶属于高分子材料
C．不锈钢属于合金材料 D．陶瓷属于硅酸盐材料
29．材料的研发与应用使城市轨道交通快速发展。图1是铁轨上运行的地铁列车图2是地铁车厢内部场景。用字母标号回答下列问题：
(1)地铁钢轨属于 。
A.合金 B.橡胶 C.塑料
(2)地铁车窗常用钢化玻璃。生产玻璃需用到的原料是 。
A.纯碱() B.胆矾() C.醋酸()
(3)地铁列车内使用了阻燃橡胶地板。阻燃橡胶属于 。
A.金属材料 B.无机非金属材料 C.有机高分子材料
(4)地铁信息传输使用了光导纤维。光导纤维的主要成分是 。
A.铜 B.石墨 C.二氧化硅
(5)地铁隧道建设需用大量水泥。生产水泥的主要原料为黏土和 。
A.石灰石 B.粗盐 C.烧碱
30．材料是人类生存和发展的物质基础。
(1)汽车在“超级高速公路”上行驶，自动收费系统会通过车载芯片对车辆进行自动收费。制取芯片的主要原料是 (填化学式)。
(2)中国的高铁技术居于国际领先地位，高铁座椅内填充有聚氨酯软质泡沫。聚氨酯属于 (填字母)。
A．金属材料B．无机非金属材料C．有机高分子材料
(3)水泥被广泛地用作建筑材料，是因为水泥可以在空气和水中 。普通硅酸盐水泥的生产原料主要是黏土和 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．纯硅用于制电脑芯片，A正确；
B．光导纤维用二氧化硅，B错误；
C．水晶项链主要是由水晶和金属部分组成，水晶主要成分是二氧化硅，C错误；
D．陶瓷餐具主要成分是黏土，D错误；
故答案为：A。
2．B
【详解】硅太阳能电池广泛应用于光伏电站、人造卫星和电动汽车，其核心材料是硅，又石墨为碳元素形成的单质、陶瓷主要成分为硅酸盐，综上故选B。
3．A
【详解】A．晶体硅是重要的半导体材料，Si属于太阳能电池板核心材料，故选A。
4．C
【详解】A．该反应符合置换反应的定义，A正确；
B．二氧化硅化合价降低，是氧化剂，B正确；
C．碳元素的化合价从0价变为+2价，故1molC参加反应转移2mol电子，C错误；
D．硅在周期表中位于金属元素和非金属元素的交界地带，是良好的半导体材料，D正确；
故选C。
5．B
【详解】A．生产玻璃的原料是二氧化硅、碳酸钠、碳酸钙，所以二氧化硅可用于生产玻璃，故A正确；
B．Si是亲氧元素，则Si在自然界中以氧化物或硅酸盐的形式存在，自然界中没有硅单质，故B错误；
C．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，硅是优良的半导体材料，高纯度的硅可以用于制造计算机芯片，故C正确；
D．高纯度的硅为良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故D正确。
答案选B。
6．A
【详解】A．芯片的生产与硅单质有关,故A符合题意；
B．二氧化硅是制造光导纤维的原料，也是制造玻璃的原料，B不合题意；
C．碳化硅是硬度较大的耐磨材料，C不合题意；
D．硅酸钠溶液可做木材防火剂，工业胶等，D不合题意；
答案选A。
7．A
【详解】A．硅正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料；利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池，A正确；
B．二氧化硅可用来生产光导纤维，其通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率，B错误；
C．石英晶体中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，所以水晶镜片的材料为二氧化硅，C错误；
D．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等，所以门窗玻璃的材料为硅酸盐，D错误；
故合理选项为A。
8．D
【详解】Cu、Ag、Zn是金属材料，Si元素位于元素周期表金属与非金属的分界线，Si的导电性介于金属非金属之间，属于半导体材料，Si在自然界中的含量丰富，是应用最广泛的半导体材料，故选D。
9．D
【详解】A．制取玻璃的原料有纯碱、石灰石、石英，故二氧化硅(俗称石英)可用于生产玻璃，A正确；
B．Si元素处于元素周期表金属与非金属交界处，导电性介于导体和绝缘体之间，因此硅是应用最广泛的半导体材料之一，B正确；
C．高纯度的硅是良好的半导体，因此是制造计算机芯片的主要材料，C正确；
D．硅元素在自然界中以二氧化硅和硅酸盐形式存在，不存在单质硅，D错误；
故合理选项是D。
10．C
【详解】我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是晶体硅，故合理选项是C。
11．B
【详解】二氧化硅具有优良的光学特性，二氧化硅常用于制造光导纤维，选B。
12．B
【详解】SiO2则具有良好的导光性，可以用于制造光导纤维，故选B。
13．C
【详解】A．玻璃的生产原料为纯碱、石灰石、石英砂，故A正确；
B．硅的导电性介于导体与绝缘体之间，硅是优良的半导体材料，高纯度的硅可以用于制造计算机芯片，故B正确；
C．硅是良好的半导体材料，二氧化硅不是半导体材料，故C错误；
D．二氧化硅具有良好的光学特性，可用于生产光导纤维，故D正确。
综上所述，答案为C。
14．B
【详解】A．SiO2具有良好的传输光信号的能力，常用作光导纤维，Si是良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故A正确；
B．Si为亲氧元素，在自然界中只存在化合态，故B错误；
C．制取普通玻璃的原料为二氧化硅、纯碱和石灰石，故C正确；
D．HF能与玻璃中的二氧化硅反应生成SiF4，常用HF刻蚀玻璃，故D正确；
故选：B。
15．D
【分析】与水直接化合形成相应酸或与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物；与水直接化合形成相应碱或与酸反应生成盐和水的氧化物为碱性氧化物；
【详解】A．与水反应生成NaOH和氧气，既不属于酸性氧化物也不属于碱性氧化物，故A不选；
B．溶于水，与水化合生成亚硫酸，属于酸性氧化物，但溶于水，故B不选；
C．不溶于水，能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故C不选；
D．不溶于水，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故D选；
故选D。
16．D
【详解】A．SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，故A正确；
B．SiO2高温下能与CaO反应生成硅酸钙，故B正确；
C．纯净的二氧化硅良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，故C正确；
D．SiO2与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，不属于碱性氧化物，故D错误；
故选：D。
17．D
【详解】A．水玻璃为硅酸钠的水溶液，不易燃烧，可用作木材防火剂，A正确；
B．氧化铁为红棕色固体，常用作红色油漆和涂料，B正确；
C．液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，常用作制冷剂，C正确；
D．二氧化硅不与水反应，D错误；
故答案选D。
18．A
【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，故A错误；
B．工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅，故B正确；
C．Si为14号元素，位于第三周期第IVA族，故C正确；
D．碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等纳米材料，故D正确；
故选A。
19．A
【详解】A．计算机的芯片材料是高纯度硅，而二氧化硅用于生产光纤，A不正确；
B．光导纤维能对光进行全反射，用于生产光缆，主要成分是二氧化硅，B正确；
C．高温结构陶瓷的耐高温性能好，且抗腐蚀能力强，是制作导弹、火箭的理想材料，C正确；
D．玻璃、水泥、陶瓷的主要成分都是硅酸盐，它们属于传统硅酸盐产品，D正确；
故选A。
20．A
【详解】A．稀盐酸不能与SiO2发生反应，A符合题意；
B．氧化钙与SiO2发生反应生成硅酸钙，B不符合题意；
C．氢氧化钠与SiO2发生反应生成硅酸钠和水，C不符合题意；
D．焦炭与SiO2发生反应生成硅和一氧化碳，D不符合题意；
故选A。
21．D
【详解】传统无机非金属材料包括玻璃、陶瓷、水泥；石墨烯属于新型无机非金属材料；故选D。
22．C
【详解】传统无机非金属材料包括普通玻璃，陶瓷，水泥；答案选C。
23．C
【详解】A．水泥是以石灰石和黏土为原料，再与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，经过复杂的变化得到的，属于传统的硅酸盐材料，故A不符合题意；
B．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料，经过复杂的物理和化学变化得到的以硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅为主要成分的传统的硅酸盐材料，故B不符合题意；
C．石墨烯是一种由碳原子以sp 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯属于新型无机非金属材料，故C符合题意；
D．陶瓷是以黏土为主要原料经高温烧结而成的，属于传统的硅酸盐材料，故D不符合题意；
故答案为：C。
24．D
【详解】A．C919使用的轮胎主要成分是橡胶，属于有机高分子材料，A不符合题意；
B．塑料水桶主要材料是塑料，塑料属于有机合成材料，不属于无机非金属材料，B不符合题意；
C．高铁钢轨主要成分是铁合金，铁合金属于金属材料，不属于无机非金属材料，C不符合题意；
D．陶瓷碗主要成分是硅酸盐，硅酸盐材料属于无机非金属材料，D符合题意；
故合理选项是D。
25．B
【详解】A．陶瓷的主要成分为硅酸盐，A错误；
B．硅芯片主要成分为单质硅，不含硅酸盐，B正确；
C．玻璃中含有硅酸盐，C错误；
D．普通水泥的主要成分为硅酸盐，D错误；
故答案选B。
26．D
【详解】A．玻璃是硅酸盐产品，属于传统无机非金属材料，故A不选；
B．特种橡胶是具有特殊性能的橡胶，如氟橡胶具有耐热、耐酸碱腐蚀，橡胶属于有机高分子材料，故B不选；
C．超级钢是通过各种工艺方法将普通的碳素结构的钢的铁素体晶粒细化，属于铁碳合金，故C不选；
D．光导纤维主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故D选；
答案选D。
27．A
【详解】A． 硅酸盐经常用来制作水泥，玻璃，水晶其实是一种以二氧化硅为主要成分，故A错误；
B． 硅胶疏松具有吸水性，所以可用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，故B正确；
C． 单质硅导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体，可以制成光电池，故C正确；
D． 光导纤维是利用光反射原理制成，其主要成分是二氧化硅，二氧化硅导光能力强，能同时传输大量信息，故D正确；
故选A。
28．A
【详解】A、纯棉成分是纤维素，复合材料是两种或两种以上不同性能的材料组合到一起，因此纯棉不是复合材料，故A说法错误；B、橡胶是高分子化合物，故B说法正确；C、不锈钢中含有除铁以外的单质，属于合金，故C说法正确；D、陶瓷属于传统无机物非金属材料，属于硅酸盐材料，故D说法正确。
29．(1)A
(2)A
(3)C
(4)C
(5)A
【详解】（1）钢轨主要成分是铁碳合金，故选A。
（2）生产玻璃需用到的原料是石英砂、碳酸钠与碳酸钙，故选A。
（3）阻燃橡胶是橡胶的一种，橡胶属于有机高分子材料，故选C。
（4）光导纤维的主要成分是二氧化硅，故选C。
（5）生产水泥的主要原料为黏土和石灰石，故选A。
30． Si C 硬化 石灰石
【详解】(1)制取芯片的主要原料是单质硅；
(2)聚氨酯属于高分子合成材料，是有机高分子化合物，故答案为C；
(3)水泥可以在空气和水中均可以硬化；普通硅酸盐水泥以石灰石和黏土为原料，二者与其他辅料混合、研磨再进行其他加工制得普通水泥。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
同课章节目录