人教版化学高二选修2第三单元课题1无机非金属材料同步练习
一、选择题
1．下列物质中属于纯净物的是( )
A．Na2CO3·10H2O B．水泥
C．纯净的盐酸 D．普通玻璃
2．下列说法中，正确的是( )
A．传统的无机非金属材料具有抗腐蚀性、耐高温等许多优点，但也有质脆、经不起热冲击的缺点
B．新型无机非金属材料继承了传统非金属材料的优点，但不能耐高温
C．有些新型无机非金属材料可以做绝缘体，但都不能做半导体
D．新型无机非金属材料都能透过可见光
3．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨( )
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
4．美丽的大自然蕴藏着丰富的矿产资源。钻石是经过琢磨的金刚石，下列说法正确的是( )
A．金刚石比石墨的硬度高
B．金刚石是一种金属单质
C．金刚石是可再生资源
D．在金刚石被琢磨成钻石的过程中，金刚石发生了化学变化
5．世界著名的科技史学家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了”。下列关于玻璃的叙述中，正确的是( )
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和粘土
D．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
6．熔融烧碱应选用的器皿是( )
A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚
C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚
7．我国科学家前不久成功合成3nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高，化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是( )
A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳元素
C．它的结构与石墨相似 D．碳纤维复合材料不易导电
8．高温下发生反应SiO2＋3C SiC＋2CO↑，其中氧化剂与还原剂的质量比为( )
A．1∶3 B．5∶3 C．1∶2 D．2∶1
9．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是( )
A．电器中的绝缘瓷管 B．实验室中的坩埚
C．实验室中的试管 D．建筑上烧制的砖瓦
10．下列说法中错误的是( )
A．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石
B．生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英
C．某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料
D．生产水玻璃和玻璃的原料中都含有烧碱
11．下列说法中，正确的是( )
A．制陶的主要原料是石英砂
B．制作陶器一般分为制泥、成型、干燥、烧成等步骤
C．制陶过程中温度越高越好，这样制得的陶器牢固
D．在氧化气氛中烧制得灰陶，在还原气氛中得红陶
12．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是( )
①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理和化学变化
A．①③ B．①②③ C．①②③④ D．①③④
13．制取下列物质，无需用到二氧化硅的是( )
A．玻璃 B．水泥 C．粗硅 D．光导纤维
14．在下列粒子中，其形状不是正四面体的是( )
A．P4 B．[SiO4]4－ C．CH4 D．CH3Cl
15．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A．用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3
B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2
C．易溶于强酸、强碱
D．性质稳定，不易褪色
16．在高新技术蓬勃发展的今天，陶瓷材料被称为“支撑未来高新技术的尖端材料”，广泛应用在航空、航天、信息、医疗、交通运输等许多领域，下列说法中正确的是( )
A．新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料
B．新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷
C．制造新型陶瓷制品的原料以天然矿物为主
D．现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异，具有很好的延性和超塑性
17．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是( )
A．半导体材料砷化镓 B．吸氢材料镧镍合金
C．透明陶瓷材料硒化锌 D．超导材料K3C60
18．下列物品或设备：①水泥路；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片。所用材料含有SiO2的是( )。
A．①②③④⑤⑦ B．①②⑦⑧
C．⑥⑧ D．全部
19．磷酸钙陶瓷也是一种新型陶瓷材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的( )。
A．耐高温特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能
20．有关材料用途的说法中不正确的是( )。
A．氧化铝陶瓷可用作高压钠灯的灯管
B．氮化硅陶瓷可用作陶瓷发动机的材料
C．光导纤维可用作遥测遥控、照明等
D．氧化铝陶瓷可用作半导体材料
二、非选择题
21．在制玻璃的原料中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃：
a．氧化亚铜(Cu2O) b．氧化钴(Co2O3)
c．氧化铅(PbO) d．硼砂(Na2B4O7·10H2O)
①制造化学仪器的玻璃需加入的物质是 。
②制造光学仪器的玻璃需加入的物质是 。
③制造蓝色玻璃需加入的物质是 。
④制造红色玻璃需加入的物质是 。
22．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 。(填序号)
a．制汽轮机b．制有色玻璃
c．制永久性模具d．制造柴油机
（2）写出N的原子结构示意图 ，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式 。
（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 。
（4）现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 。
23．硅单质及其化合物应用很广。请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、
HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ；H2
还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是 。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是( )。
A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D．光导纤维的主要成分是SiO2
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，
振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) 。
（4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是________(填字母)。
A．高温结构陶瓷 B．生物陶瓷 C．导电陶瓷
24．有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下的氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热苛性钠溶液，再往所得的溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
根据以上事实，判断A为 元素的单质，B的化学式为 ，C物质为 。
写出生成C的有关反应的化学方程式 。
25．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
物 质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸点/℃ 57.7 12.8 － 315
－
熔点/℃ －70.0 －107.2 － － －
升华温度/℃ － － 180 300 162
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。
（2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成
Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
① 滴定前是否要滴加指示剂？ (填“是”或“否”)，请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是 。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】水泥、盐酸、普通玻璃均为混合物。
【分析】本题考查纯净物和混合物的判断，注意结晶水合物属于纯净物而不是混合物。
2．【答案】A
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】新型无机非金属材料有的可以耐高温；用金刚石可以制作半导体材料；并不是所有的无机非金属材料都可透光。
【分析】本题考查传统非金属材料和新型无机非金属材料在结构和性能上的优缺点，熟练掌握它们的性能是解题的关键 。
3．【答案】C
【知识点】同素异形体
【解析】【解答】石墨能导电，所以石墨炸弹撒下的石墨纤维可以使输电线、电厂设备损坏。
【分析】石墨是碳元素的一种同素异形体，熟练掌握石墨的性质是解题的关键 。
4．【答案】A
【知识点】同素异形体
【解析】【解答】金刚石是碳元素形成的具有立体网状结构的非金属单质，其硬度比石墨高。金刚石属于不可再生资源，在金刚石被琢磨成钻石的过程中，只有化学键的断裂，没有化学键的生成，不属于化学变化。
【分析】本题考查碳的同素异形体-金刚石的结构与性质，熟练掌握化学变化和物理变化是解题的关键 。
5．【答案】D
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料；玻璃是混合物，无固定的熔点；制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英。
【分析】本题考查玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握玻璃的生产原料、玻璃的主要成分等是解题的关键 。
6．【答案】C
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】石英坩埚、普通玻璃坩埚、陶瓷坩埚中均含有SiO2，能和烧碱发生反应，故应选生铁坩埚。
【分析】本题考查常见化学仪器的主要组成成分、二氧化硅的性质，熟练掌握二氧化硅能与强碱溶液反应是解题的关键 。
7．【答案】C
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。
【分析】本题考查新型无机非金属材料的性能、新信息的吸收利用等，题目难度不大。
8．【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】在反应中碳既作氧化剂又作还原剂，根据氧化还原反应的规律可知，氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。
【分析】本题考查氧化还原反应中氧化剂和还原剂的判断以及质量比的计算，题目难度不大。
9．【答案】C
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】实验室中的试管是由玻璃制成的，不属于陶瓷。
【分析】本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握传统无机非金属材料的成分是解题的关键 。
10．【答案】D
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途；陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】黏合剂的基本成分是黏料，常见的黏料有热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶以及混合型黏料。水玻璃是能溶于水的硅酸盐，一般用石英和强碱做原料，例如用石英和氢氧化钠制取硅酸钠水玻璃。生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土。
【分析】本题考查生产普通玻璃、普通水泥、陶瓷等工艺中的原料的关系，题目难度不大。
11．【答案】B
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】制陶的原料是黏土，故A错误。制陶过程中温度不能太高，太高会使陶器变形，故C错误。在氧化气氛中，铁元素以Fe2O3的形式存在，得红陶，在还原气氛中，铁元素以FeO的形式存在，得灰陶，故D错误。
【分析】本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，题目难度不大。
12．【答案】C
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】陶瓷在生产过程中使用含硅酸盐的原料，在高温条件下发生的是复杂的物理(熔化)、化学变化(硅酸盐参与的反应)，产品的主要成分是硅酸盐。
【分析】本题考查陶瓷生产的主要原料和生产特点，题目难度不大。
13．【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】制造普通玻璃的原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英砂(SiO2)；制造水泥的原料为石灰石和黏土；制造粗硅的原料是SiO2；制造光导纤维的材料是SiO2。综上所述，不用SiO2为原料的只有水泥。
【分析】本题考查二氧化硅的用途、无机非金属材料的原料等，题目难度不大。
14．【答案】D
【知识点】键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】P4、[SiO4]4－和CH4的形状都是正四面体，CH3Cl的形状不是正四面体。
【分析】本题考查常见微粒的空间构型的判断，CH3Cl是四面体但不是正四面体。
15．【答案】C
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。“汉紫”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。
【分析】本题考查新信息的吸收利用等，需要从题目叙述中得到有用信息再加以判断分析。
16．【答案】B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】新型陶瓷材料的化学组成已经远远超出了硅酸盐的范围，不再是传统的硅酸盐材料，故A是错误的。制造新型陶瓷制品所用的原料已从天然矿物发展为人工合成的超细、高纯的化工原料，故C错误。目前，人们成功制造出的许多新型陶瓷材料，虽然性能优异，但仍然属于脆性材料，延性不会很好，故D错误。
【分析】本题考查新型无机非金属材料和传统非金属无机材料的功能、原料等，熟练掌握星星无机非金属材料是解题的关键 。
17．【答案】C
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】A项中，砷位于ⅤA族，镓位于ⅢA族，全为主族元素；B项中，镧位于ⅢB族，镍位于Ⅷ族，没有主族元素；C项中，硒位于ⅥA族，锌位于ⅡB族。符合题目要求；D项中，K、C均为主族元素。
【分析】本题借用新材料来考查元素是主族元素还是副族元素，即考查对元素的粗浅认识。
18．【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】硅酸盐工业的产品水泥、玻璃均含有二氧化硅，另外水晶、石英、玛瑙、光导纤维的主要成分都是二氧化硅，计算机芯片的主要成分是单晶硅。
【分析】本题考查硅酸盐工业等无机非金属材料的原料与二氧化硅的关系，题目难度不大。
19．【答案】D
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】某些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水、对人体组织有较好的适应性，即具有生物功能。
【分析】本题考查新型无机非金属材料的特殊功能，题目难度不大。
20．【答案】D
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】氧化铝陶瓷属于高温烧结陶瓷，它具有高熔点、高硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半导体材料；氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨损、抗冷热冲击而不破裂、耐高温、不易传热、抗腐蚀、高温时也抗氧化等特性，可用作陶瓷发动机材料。光导纤维传导光的能力非常强，可用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
【分析】本题考查氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等新型无机非金属材料的知识。
21．【答案】d；c；b；a
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】Cu2O为红色，Co2O3为蓝色，铅玻璃中光线折射率大，常制光学仪器，硼砂玻璃耐骤热骤冷，常作化学仪器。
【分析】本题考查特殊玻璃的成分，熟练掌握玻璃的类型是解题的关键 。
22．【答案】（1）acd
（2）；Si3N4
（3）Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑
（4）3SiCl4＋2N2＋6H2 Si3N4＋12HCl
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大，熔点高、化学性质稳定等优良性质，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则在第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4，氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物只能是HCl。
【分析】本题考查新型无机非金属材料—氮化硅的组成、性质、原子结构的书写等，题目难度中等，根据氮化硅的有关性质叙述得出结论即可。
23．【答案】（1）SiHCl3＋H2 Si＋3HCl；②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑；高温下，H2遇O2可能会引起爆炸；O2可能会氧化SiHCl3
（2）A；D
（3）生成白色絮状沉淀，Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓
（4）B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】①SiHCl3和H2在高温下反应得到高纯硅的同时，可得到HCl，因此化学方程式为SiHCl3＋H2 Si＋3HCl，②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，不难得出另一种物质为氢气，从而写出反应化学方程式，当混有氧气时，氢气和氧气会发生反应，可能会引起爆炸，另外，氧气也可能会氧化SiHCl3；(2)A、D比较简单，属于正确的说法，B中，单晶硅性质稳定，能与氢氟酸反应，而不能与盐酸反应，所以这一说法是错误的；C中要注意玻璃是混合物，不具备固定的熔沸点，所以C错误；(3)用盐酸制取硅酸，由于硅酸不溶于水，所以可以看到有白色絮状沉淀产生，反应化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓；(4)因是植入人体内，因此选用生物陶瓷，故选择B。
【分析】根据硅及其化合物的无机非金属材料的性质等进行回答问题即可。
24．【答案】碳；SiO2；玻璃；CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2，Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途；无机物的推断
【解析】【解答】根据A形成的气体能使澄清的石灰水变浑浊及密度是氧气的1.375倍可以推知A为碳；B固体能溶于苛性钠，符合要求的是Si、Al和SiO2，又知溶于NaOH的产物不溶于盐酸，可知B为Si或SiO2，根据B与石灰石、纯碱可发生反应，可知B为SiO2，C为玻璃。
【分析】根据单质及其化合物的性质进行无机推断，结合玻璃的生产原理进行回答问题即可。
25．【答案】（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2）平衡压强；浓硫酸；使SiCl4冷凝
（3）Al、P、Cl
（4）①否；KMnO4溶液自身可作指示剂；②4.480%
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】 (1)A装置是制备Cl2的，注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”。(2)装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致，便于液体顺利滴下”，简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置，除去Cl2中的HCl气体，C就是干燥装置。干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450～500℃，此时SiCl4是气体，而题目表格中SiCl4通常应是液态的，故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4。(3)根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在，注意要先答上Cl，容易遗漏。(4)①由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去，所以不用滴加指示剂。②根据KMnO4的用量计算出Fe2＋的用量，再算其质量分数，属于典型的常见计算。
【分析】本题以单质硅的制取为载体考查化学实验基本操作，题目难度中等。
1 / 1人教版化学高二选修2第三单元课题1无机非金属材料同步练习
一、选择题
1．下列物质中属于纯净物的是( )
A．Na2CO3·10H2O B．水泥
C．纯净的盐酸 D．普通玻璃
【答案】A
【知识点】物质的简单分类
【解析】【解答】水泥、盐酸、普通玻璃均为混合物。
【分析】本题考查纯净物和混合物的判断，注意结晶水合物属于纯净物而不是混合物。
2．下列说法中，正确的是( )
A．传统的无机非金属材料具有抗腐蚀性、耐高温等许多优点，但也有质脆、经不起热冲击的缺点
B．新型无机非金属材料继承了传统非金属材料的优点，但不能耐高温
C．有些新型无机非金属材料可以做绝缘体，但都不能做半导体
D．新型无机非金属材料都能透过可见光
【答案】A
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】新型无机非金属材料有的可以耐高温；用金刚石可以制作半导体材料；并不是所有的无机非金属材料都可透光。
【分析】本题考查传统非金属材料和新型无机非金属材料在结构和性能上的优缺点，熟练掌握它们的性能是解题的关键 。
3．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨( )
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
【答案】C
【知识点】同素异形体
【解析】【解答】石墨能导电，所以石墨炸弹撒下的石墨纤维可以使输电线、电厂设备损坏。
【分析】石墨是碳元素的一种同素异形体，熟练掌握石墨的性质是解题的关键 。
4．美丽的大自然蕴藏着丰富的矿产资源。钻石是经过琢磨的金刚石，下列说法正确的是( )
A．金刚石比石墨的硬度高
B．金刚石是一种金属单质
C．金刚石是可再生资源
D．在金刚石被琢磨成钻石的过程中，金刚石发生了化学变化
【答案】A
【知识点】同素异形体
【解析】【解答】金刚石是碳元素形成的具有立体网状结构的非金属单质，其硬度比石墨高。金刚石属于不可再生资源，在金刚石被琢磨成钻石的过程中，只有化学键的断裂，没有化学键的生成，不属于化学变化。
【分析】本题考查碳的同素异形体-金刚石的结构与性质，熟练掌握化学变化和物理变化是解题的关键 。
5．世界著名的科技史学家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了”。下列关于玻璃的叙述中，正确的是( )
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和粘土
D．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
【答案】D
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料；玻璃是混合物，无固定的熔点；制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英。
【分析】本题考查玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握玻璃的生产原料、玻璃的主要成分等是解题的关键 。
6．熔融烧碱应选用的器皿是( )
A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚
C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚
【答案】C
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】石英坩埚、普通玻璃坩埚、陶瓷坩埚中均含有SiO2，能和烧碱发生反应，故应选生铁坩埚。
【分析】本题考查常见化学仪器的主要组成成分、二氧化硅的性质，熟练掌握二氧化硅能与强碱溶液反应是解题的关键 。
7．我国科学家前不久成功合成3nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高，化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是( )
A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳元素
C．它的结构与石墨相似 D．碳纤维复合材料不易导电
【答案】C
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。
【分析】本题考查新型无机非金属材料的性能、新信息的吸收利用等，题目难度不大。
8．高温下发生反应SiO2＋3C SiC＋2CO↑，其中氧化剂与还原剂的质量比为( )
A．1∶3 B．5∶3 C．1∶2 D．2∶1
【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】在反应中碳既作氧化剂又作还原剂，根据氧化还原反应的规律可知，氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。
【分析】本题考查氧化还原反应中氧化剂和还原剂的判断以及质量比的计算，题目难度不大。
9．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是( )
A．电器中的绝缘瓷管 B．实验室中的坩埚
C．实验室中的试管 D．建筑上烧制的砖瓦
【答案】C
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】实验室中的试管是由玻璃制成的，不属于陶瓷。
【分析】本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握传统无机非金属材料的成分是解题的关键 。
10．下列说法中错误的是( )
A．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石
B．生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英
C．某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料
D．生产水玻璃和玻璃的原料中都含有烧碱
【答案】D
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途；陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】黏合剂的基本成分是黏料，常见的黏料有热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶以及混合型黏料。水玻璃是能溶于水的硅酸盐，一般用石英和强碱做原料，例如用石英和氢氧化钠制取硅酸钠水玻璃。生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土。
【分析】本题考查生产普通玻璃、普通水泥、陶瓷等工艺中的原料的关系，题目难度不大。
11．下列说法中，正确的是( )
A．制陶的主要原料是石英砂
B．制作陶器一般分为制泥、成型、干燥、烧成等步骤
C．制陶过程中温度越高越好，这样制得的陶器牢固
D．在氧化气氛中烧制得灰陶，在还原气氛中得红陶
【答案】B
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】制陶的原料是黏土，故A错误。制陶过程中温度不能太高，太高会使陶器变形，故C错误。在氧化气氛中，铁元素以Fe2O3的形式存在，得红陶，在还原气氛中，铁元素以FeO的形式存在，得灰陶，故D错误。
【分析】本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，题目难度不大。
12．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是( )
①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理和化学变化
A．①③ B．①②③ C．①②③④ D．①③④
【答案】C
【知识点】陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】陶瓷在生产过程中使用含硅酸盐的原料，在高温条件下发生的是复杂的物理(熔化)、化学变化(硅酸盐参与的反应)，产品的主要成分是硅酸盐。
【分析】本题考查陶瓷生产的主要原料和生产特点，题目难度不大。
13．制取下列物质，无需用到二氧化硅的是( )
A．玻璃 B．水泥 C．粗硅 D．光导纤维
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】制造普通玻璃的原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英砂(SiO2)；制造水泥的原料为石灰石和黏土；制造粗硅的原料是SiO2；制造光导纤维的材料是SiO2。综上所述，不用SiO2为原料的只有水泥。
【分析】本题考查二氧化硅的用途、无机非金属材料的原料等，题目难度不大。
14．在下列粒子中，其形状不是正四面体的是( )
A．P4 B．[SiO4]4－ C．CH4 D．CH3Cl
【答案】D
【知识点】键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】P4、[SiO4]4－和CH4的形状都是正四面体，CH3Cl的形状不是正四面体。
【分析】本题考查常见微粒的空间构型的判断，CH3Cl是四面体但不是正四面体。
15．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A．用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3
B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2
C．易溶于强酸、强碱
D．性质稳定，不易褪色
【答案】C
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。“汉紫”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。
【分析】本题考查新信息的吸收利用等，需要从题目叙述中得到有用信息再加以判断分析。
16．在高新技术蓬勃发展的今天，陶瓷材料被称为“支撑未来高新技术的尖端材料”，广泛应用在航空、航天、信息、医疗、交通运输等许多领域，下列说法中正确的是( )
A．新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料
B．新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷
C．制造新型陶瓷制品的原料以天然矿物为主
D．现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异，具有很好的延性和超塑性
【答案】B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】新型陶瓷材料的化学组成已经远远超出了硅酸盐的范围，不再是传统的硅酸盐材料，故A是错误的。制造新型陶瓷制品所用的原料已从天然矿物发展为人工合成的超细、高纯的化工原料，故C错误。目前，人们成功制造出的许多新型陶瓷材料，虽然性能优异，但仍然属于脆性材料，延性不会很好，故D错误。
【分析】本题考查新型无机非金属材料和传统非金属无机材料的功能、原料等，熟练掌握星星无机非金属材料是解题的关键 。
17．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是( )
A．半导体材料砷化镓 B．吸氢材料镧镍合金
C．透明陶瓷材料硒化锌 D．超导材料K3C60
【答案】C
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】A项中，砷位于ⅤA族，镓位于ⅢA族，全为主族元素；B项中，镧位于ⅢB族，镍位于Ⅷ族，没有主族元素；C项中，硒位于ⅥA族，锌位于ⅡB族。符合题目要求；D项中，K、C均为主族元素。
【分析】本题借用新材料来考查元素是主族元素还是副族元素，即考查对元素的粗浅认识。
18．下列物品或设备：①水泥路；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片。所用材料含有SiO2的是( )。
A．①②③④⑤⑦ B．①②⑦⑧
C．⑥⑧ D．全部
【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】硅酸盐工业的产品水泥、玻璃均含有二氧化硅，另外水晶、石英、玛瑙、光导纤维的主要成分都是二氧化硅，计算机芯片的主要成分是单晶硅。
【分析】本题考查硅酸盐工业等无机非金属材料的原料与二氧化硅的关系，题目难度不大。
19．磷酸钙陶瓷也是一种新型陶瓷材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的( )。
A．耐高温特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能
【答案】D
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】某些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水、对人体组织有较好的适应性，即具有生物功能。
【分析】本题考查新型无机非金属材料的特殊功能，题目难度不大。
20．有关材料用途的说法中不正确的是( )。
A．氧化铝陶瓷可用作高压钠灯的灯管
B．氮化硅陶瓷可用作陶瓷发动机的材料
C．光导纤维可用作遥测遥控、照明等
D．氧化铝陶瓷可用作半导体材料
【答案】D
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】氧化铝陶瓷属于高温烧结陶瓷，它具有高熔点、高硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半导体材料；氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨损、抗冷热冲击而不破裂、耐高温、不易传热、抗腐蚀、高温时也抗氧化等特性，可用作陶瓷发动机材料。光导纤维传导光的能力非常强，可用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
【分析】本题考查氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等新型无机非金属材料的知识。
二、非选择题
21．在制玻璃的原料中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃：
a．氧化亚铜(Cu2O) b．氧化钴(Co2O3)
c．氧化铅(PbO) d．硼砂(Na2B4O7·10H2O)
①制造化学仪器的玻璃需加入的物质是 。
②制造光学仪器的玻璃需加入的物质是 。
③制造蓝色玻璃需加入的物质是 。
④制造红色玻璃需加入的物质是 。
【答案】d；c；b；a
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】Cu2O为红色，Co2O3为蓝色，铅玻璃中光线折射率大，常制光学仪器，硼砂玻璃耐骤热骤冷，常作化学仪器。
【分析】本题考查特殊玻璃的成分，熟练掌握玻璃的类型是解题的关键 。
22．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 。(填序号)
a．制汽轮机b．制有色玻璃
c．制永久性模具d．制造柴油机
（2）写出N的原子结构示意图 ，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式 。
（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 。
（4）现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 。
【答案】（1）acd
（2）；Si3N4
（3）Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑
（4）3SiCl4＋2N2＋6H2 Si3N4＋12HCl
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大，熔点高、化学性质稳定等优良性质，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则在第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4，氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物只能是HCl。
【分析】本题考查新型无机非金属材料—氮化硅的组成、性质、原子结构的书写等，题目难度中等，根据氮化硅的有关性质叙述得出结论即可。
23．硅单质及其化合物应用很广。请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、
HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 ；H2
还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是 。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是( )。
A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D．光导纤维的主要成分是SiO2
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，
振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) 。
（4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是________(填字母)。
A．高温结构陶瓷 B．生物陶瓷 C．导电陶瓷
【答案】（1）SiHCl3＋H2 Si＋3HCl；②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑；高温下，H2遇O2可能会引起爆炸；O2可能会氧化SiHCl3
（2）A；D
（3）生成白色絮状沉淀，Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓
（4）B
【知识点】无机非金属材料
【解析】【解答】①SiHCl3和H2在高温下反应得到高纯硅的同时，可得到HCl，因此化学方程式为SiHCl3＋H2 Si＋3HCl，②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，不难得出另一种物质为氢气，从而写出反应化学方程式，当混有氧气时，氢气和氧气会发生反应，可能会引起爆炸，另外，氧气也可能会氧化SiHCl3；(2)A、D比较简单，属于正确的说法，B中，单晶硅性质稳定，能与氢氟酸反应，而不能与盐酸反应，所以这一说法是错误的；C中要注意玻璃是混合物，不具备固定的熔沸点，所以C错误；(3)用盐酸制取硅酸，由于硅酸不溶于水，所以可以看到有白色絮状沉淀产生，反应化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓；(4)因是植入人体内，因此选用生物陶瓷，故选择B。
【分析】根据硅及其化合物的无机非金属材料的性质等进行回答问题即可。
24．有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下的氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热苛性钠溶液，再往所得的溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
根据以上事实，判断A为 元素的单质，B的化学式为 ，C物质为 。
写出生成C的有关反应的化学方程式 。
【答案】碳；SiO2；玻璃；CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2，Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2
【知识点】玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途；无机物的推断
【解析】【解答】根据A形成的气体能使澄清的石灰水变浑浊及密度是氧气的1.375倍可以推知A为碳；B固体能溶于苛性钠，符合要求的是Si、Al和SiO2，又知溶于NaOH的产物不溶于盐酸，可知B为Si或SiO2，根据B与石灰石、纯碱可发生反应，可知B为SiO2，C为玻璃。
【分析】根据单质及其化合物的性质进行无机推断，结合玻璃的生产原理进行回答问题即可。
25．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
物 质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸点/℃ 57.7 12.8 － 315
－
熔点/℃ －70.0 －107.2 － － －
升华温度/℃ － － 180 300 162
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式 。
（2）装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成
Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
① 滴定前是否要滴加指示剂？ (填“是”或“否”)，请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是 。
【答案】（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2）平衡压强；浓硫酸；使SiCl4冷凝
（3）Al、P、Cl
（4）①否；KMnO4溶液自身可作指示剂；②4.480%
【知识点】硅和二氧化硅
【解析】【解答】 (1)A装置是制备Cl2的，注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”。(2)装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致，便于液体顺利滴下”，简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置，除去Cl2中的HCl气体，C就是干燥装置。干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450～500℃，此时SiCl4是气体，而题目表格中SiCl4通常应是液态的，故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4。(3)根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在，注意要先答上Cl，容易遗漏。(4)①由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去，所以不用滴加指示剂。②根据KMnO4的用量计算出Fe2＋的用量，再算其质量分数，属于典型的常见计算。
【分析】本题以单质硅的制取为载体考查化学实验基本操作，题目难度中等。
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