2025浙江专版新教材化学高考第一轮基础练--作业14无机非金属材料（含答案）

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2025浙江专版新教材化学高考第一轮
作业14无机非金属材料
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A组　基础达标
1.(2023·浙江温州高三一模)下列物质主要成分的化学式正确的是(　　)
A.黄铁矿:CuFeS2
B.漂粉精:NaClO
C.金刚砂:SiC
D.孔雀石:2CuCO3·Cu(OH)2
2.(2023·广东卷)“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中,主要由硅酸盐材料制成的是(　　)
A.九霄环佩 木古琴 B.裴李岗文 化骨笛 C.商朝后 期陶埙 D.曾侯乙青 铜编钟
3.(2023·浙江宁波镇海中学一模)下列说法错误的是(　　)
A.钛合金不仅有优异的抗腐蚀性,还有良好的生物相容性
B.低温石英具有手性,被广泛用作压电材料,如制作石英手表
C.金刚砂的硬度很大,还具有优异的高温抗氧化性能,使用温度最高可达3 000 ℃
D.硬铝的密度小、强度高,有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
4.下列说法正确的是(　　)
A.二氧化硅有很好的导电性,可用于制造光导纤维
B.侯氏制碱法的原理是将氨通入二氧化碳的氯化钠饱和溶液中,使碳酸钠从溶液中析出
C.生铁含碳2%~4.5%,将生铁进一步炼制,就可以得到用途更广泛的钢(含碳0.03%~2%)
D.工业上以海带为原料制碘时,利用CCl4萃取海带灰浸泡液中的碘,分液、蒸馏获得粗碘
5.(2023·浙江杭州学军中学高三模拟)下列说法不正确的是(　　)
A.熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固,常用于制作模型和医疗石膏绷带
B.碳酸钠可用作食用碱或工业用碱
C.大兴机场航站楼顶部镶嵌八百块玻璃,玻璃属于新型无机非金属材料
D.Na2O2、活性炭都可用于防毒呼吸面具,但两者的应用原理不同
6.(2023·浙江宁波高三选考模拟)化学与科学技术、生产生活、社会发展和环境保护密切相关,下列说法不正确的是(　　)
A.SO2可用于杀菌消毒,但不能用作食品添加剂
B.Fe2O3可用作油漆、涂料等的颜料
C.在豆腐的制作中,可加入石膏作为凝固剂
D.碳化硅硬度大、耐高温,可用作耐高温结构材料
7.(2023·浙江丽水、湖州、衢州高三联考)下列说法不正确的是(　　)
A.将粗硅用HCl转化为SiHCl3,再经H2还原得到高纯硅
B.NaClO比HClO稳定得多,NaClO溶液可长期存放而不分解
C.碳化硅(SiC)具有类似金刚石的结构,硬度很大,可用作耐磨材料
D.硝酸生产尾气中的NOx可用Na2CO3溶液或NH3处理
8.(2023·福建泉州一中三模)中国“天宫”空间站使用了很多高新技术材料。下列相关说法不正确的是(　　)
A.核心舱的离子推进器使用氙气作为推进剂,氙位于元素周期表0族
B.被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金,其强度大于纯铝
C.“问天”实验舱使用砷化镓(GaAs)太阳能电池,砷和镓位于元素周期表第四周期
D.太阳能电池翼基板采用碳纤维框架和玻璃纤维网,两者均属于有机高分子材料
9.(2023·浙江杭州长河高级中学月考)下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　)
A.在粗硅的制取中发生反应2C+SiO22CO↑+Si,硅被还原,所以碳的还原性大于硅的
B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通入CO2
D.由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知,硅酸的酸性大于碳酸的
10.(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下:
石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
下列说法错误的是(　　)
A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑
B.1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D.生成SiHCl3的反应为熵减过程
B组　综合提升
11.(2023·浙江师范大学附属中学段考)下列关于同主族元素C、Si及其化合物的性质比较和原因分析不正确的是(　　)
选项 性质比较 原因分析
A 熔点:CO2B 电负性:C>Si 原子半径:CC 酸性:H2CO3>H2SiO3 非金属性:C>Si
D 热稳定性:CH4>SiH4 键能:C—H>Si—H
12.(2023·浙江嘉善高级中学检测)天然金刚石存在极少,以石墨为原料制备人造金刚石成为当前研究热点。下图是碳单质在不同温度、压强下存在形式的平衡图像,其中M区为金刚石的工业催化合成区,下列有关说法错误的是(　　)
A.稳定性:金刚石<石墨
B.密度:金刚石>石墨
C.在M区实现金刚石的合成,高温环境有利于提高石墨的平衡转化率
D.上图Q区与R区中,表示气态碳单质C(g)存在的区域应出现在R区
13.(2023·浙江上虞中学月考)H2SO4-SiO2法生产多晶硅的流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.合成1反应中H2作氧化剂
B.合成2的反应为SiF4+NaAlH4+NaAlF4
C.上述流程说明SiO2可溶于H2SO4
D.净化、热解中生成的多晶硅为还原产物
14.(2023·浙江绍兴柯桥中学月考)制造芯片用到高纯硅,用SiHCl3(沸点:31.85 ℃,SiHCl3遇水会剧烈反应,易自燃)与过量H2在1 100~1 200 ℃反应制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去),下列说法不正确的是(　　)
A.整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气
B.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、温度高于32 ℃的温水
C.实验时,先打开装有稀硫酸仪器的活塞,收集尾气验纯,再预热装置Ⅳ石英管
D.尾气处理可直接通入NaOH溶液中
15.(2024·浙江嘉兴高三一模改编)硼(B)和硅(Si)在周期表中处于一条对角线上,有许多相似的性质。请回答:
(1)基态B原子的价层电子轨道表示式是　　　　　　　　　　　。
(2)硼酸是一元弱酸,它本身不给出质子,但是溶于水后能给出H+。请解释硼酸水溶液呈酸性的原因(用方程式表示)　　　　　　　　　　　　　　。
(3)NaBH4中阴离子的空间结构是　　　　　　。NaBH4具有强还原性,与水反应生成NaBO2和一种气体,反应的化学方程式是　 　。
(4)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,它是一种超硬物质,氮化硅属于　　　　晶体。工业上可利用反应3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) ===Si3N4(s)+6CO(g)合成氮化硅,反应中,被氧化与被还原的原子的物质的量之比是　　　　。
作业14　无机非金属材料
1.C　黄铁矿的主要成分为FeS2,A错误;漂粉精的主要成分为Ca(ClO)2,B错误;金刚砂即碳化硅,化学式为SiC,C正确;孔雀石的主要成分为碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3,D错误。
2.C　九霄环佩木古琴主要由木材、动物筋制得,A错误;裴李岗文化骨笛由动物骨骼制成,B错误;商朝后期陶埙主要由硅酸盐制成,C正确;曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成,D错误。
3.C　钛合金不仅有优异的抗腐蚀性,还与人体具有很好的“相容性”,可以用来制造人造骨骼等,A正确;低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋向上的长链,而没有封闭的环状结构,这一结构决定它具有手性,被广泛用作压电材料,例如可以用来制作石英手表等,B正确;金刚砂的硬度很大,还具有优异的高温抗氧化性能,使用温度最高可达1 600 ℃,可用来制作耐高温材料,C错误;硬铝属于合金,其密度小、强度高,有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,D正确。
4.C　二氧化硅传输光信号,二氧化硅不导电,故A错误;侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中,使碳酸氢钠从溶液中析出,故B错误;生铁含碳2%~4.5%,将生铁进一步炼制,就可以得到用途更广泛的钢(含碳0.03%~2%),故C正确;工业上以海带为原料制碘时,不能直接用CCl4萃取海带灰浸泡液,因为海带灰浸泡液中含I-而不是I2,故D错误。
5.C　粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏,因此,其常用于制作模型和医疗石膏绷带,选项A正确;碳酸钠水解使溶液显碱性,没有毒性,可以用作食用碱或工业用碱,选项B正确;玻璃是传统无机非金属材料,选项C不正确;过氧化钠参与反应生成氧气,则Na2O2用于呼吸面具,而活性炭具有吸附性,活性炭用于防毒面具,两者应用原理不同,选项D正确。
6.A　SO2可用于杀菌消毒,具有较强还原性,故能用作食品添加剂以抗氧化,A不正确;Fe2O3是红棕色粉末,可用作油漆、涂料等的颜料,B正确;在豆腐的制作中,可加入石膏作为凝固剂,利用了胶体的聚沉原理,C正确;碳化硅硬度大、熔点高、耐高温,可用作耐高温结构材料,D正确。
7.B　炼制高纯度硅时,先将粗硅与HCl反应生成SiHCl3,SiHCl3再与氢气反应生成单质硅,A正确;NaClO溶液长期放置会与空气中二氧化碳反应生成次氯酸,次氯酸光照条件下分解生成HCl和O2,B错误;碳化硅与金刚石结构类似,硬度大,可用作耐磨材料,C正确;硝酸生产尾气中的NOx可与碳酸钠溶液或者NH3反应,故可用碳酸钠溶液或者NH3吸收NOx,D正确。
8.D　氙位于元素周期表0族,故A正确;铝合金强度大于纯铝,故B正确;砷和镓位于元素周期表第四周期,故C正确;碳纤维框架和玻璃纤维网均属于无机非金属材料,故D错误。
9.C　Si的还原性比C的强,反应2C+SiO22CO↑+Si在高温下进行,且产物中有气体生成,气体从反应体系中逸出,有利于反应的进行,A项错误;不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2SiO3溶液,因为Na2SiO3溶液本身是一种黏合剂,B项错误;SiO2不能与水直接反应,所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应:Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓、Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓,C项正确;H2CO3的酸性比H2SiO3的强,反应Na2CO3+SiO2SiO3能在高温下进行,主要是因为产物中有气体生成,气体从反应体系中逸出,有利于反应的进行,与酸性无关,D项错误。
10.B　SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此,制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,A说法正确。在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si通过共价键形成立体空间网状结构,平均每个Si形成2个共价键,1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B说法错误。HCl易溶于水,且SiHCl3遇水易分解生成硅酸、HCl和H2,H2在高温下遇到氧气发生反应生成水,且其易燃易爆,因此,原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C说法正确。反应Si+3HClSiHCl3+H2是气体分子数减少的反应,因此生成SiHCl3的反应为熵减过程,D说法正确。
11.A　CO2为分子晶体,分子间存在分子间作用力,而SiO2为共价晶体,Si与O之间通过共价键连接,因此CO2熔点低于SiO2,A错误;原子半径CSi,B正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性C>Si,故酸性H2CO3>H2SiO3,C正确;非金属性C>Si,C原子得电子能力更强,同时C的原子半径小于Si,故C—H键能大于Si—H,热稳定性CH4>SiH4,D正确。
12.C　金刚石中碳碳单键的键长大于石墨中碳碳键的键长,晶体中的共价键弱于石墨,所以稳定性弱于石墨,故A正确;由题图可知,在温度相同条件下,石墨变成金刚石需加压,说明石墨层与层之间距离较大,则金刚石的密度大于石墨,故B正确;由题图可知,在M区实现金刚石的合成时,低温环境有利于提高石墨的平衡转化率,故C错误;相同温度下,压强越小,越利于气态碳存在,则题图中表示气态碳单质存在的区域应出现在R区,故D正确。
13.C　合成1中发生反应Na+Al+2H2===NaAlH4,合成2中发生反应NaAlH4+SiF4===SiH4+NaAlF4,合成3制备四氟化硅,净化、热解SiH4步骤中四氢化硅分解为晶体硅和氢气。合成1中发生反应Na+Al+2H2===NaAlH4,氢元素由0价转化成-1价,氢气作氧化剂,故A说法正确;根据上述分析,合成2中发生反应NaAlH4+SiF4===SiH4+NaAlF4,故B说法正确;合成3中NaAlF4与硫酸反应生成HF,HF与二氧化硅反应生成SiF4,因此不能说明二氧化硅可溶于硫酸,故C说法错误;四氢化硅分解为晶体硅和氢气,根据电负性分析,氢的电负性强于硅,硅元素显+4价,化合价降低,因此晶体硅为还原产物,故D说法正确。
14.D　由实验装置可知,Ⅰ中Zn与稀硫酸反应生成氢气,Ⅱ中浓硫酸干燥氢气,Ⅲ中汽化的SiHCl3与过量H2混合,Ⅳ中高温下反应生成硅,SiHCl3遇水发生反应SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑。SiHCl3的沸点为31.85 ℃,且易自燃,因而整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气,故A正确;装置Ⅱ中浓硫酸干燥氢气,Ⅲ中盛装温度高于32 ℃的温水,目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化,与氢气反应,故B正确;实验时应先打开装有稀硫酸仪器的活塞制取氢气,用氢气将装置内的空气排出,收集尾气验纯,再预热装置Ⅳ石英管,防止氢气不纯加热爆炸,故C正确;SiHCl3遇水剧烈反应,所以尾气中的HCl在通过倒扣的漏斗通入NaOH溶液前,先通过盛有浓硫酸的洗气瓶,尾气中过量的H2不能直接排放,需要点燃或收集处理 ,故D错误。
15.答案 (1)
(2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(3)正四面体形　NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑
(4)共价　3∶2
解析 (1)B的原子序数为5,则基态B原子的价层电子轨道表示式是。(3)[BH4]-中,B原子价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形。NaBH4中氢元素为-1价,与水发生氧化还原反应生成H2。(4)氮化硅硬度大,属于共价晶体;反应3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) ===Si3N4(s)+6CO(g)中,N2是氧化剂,C是还原剂,被氧化的C原子与被还原的N原子的物质的量之比是3∶2。
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