5.3 无机非金属材料 课后训练(含解析) 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.3 无机非金属材料 课后训练
一、单选题
1．下列物质间的转化，能通过化合反应一步直接实现的是（　　）
A．S→SO3 B．Fe→FeCl3
C．Na2CO3→Na2SiO3 D．SiO2→H2SiO3
2．物质的性质决定其用途，下列有关物质的性质和用途的表述均正确且有因果关系的是（　　）
选项 性质 用途
A Na2O2具有强氧化性 Na2O2可用作供氧剂
B 钠可与TiCl4溶液反应置换出金属钛 钠可用于冶炼金属钛
C 氯气与过量的氨气反应生成NH4Cl 可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏
D 硅的导电性介于导体和绝缘体之间 硅可用于制造光导纤维
A．A B．B C．C D．D
3．中华文明源远流长，下列文物所使用的材料不属于无机非金属材料的是（　　）
A．铸客大铜鼎 B．彩绘骑卧驼胡俑 C．宋白玉双童佩 D．彩绘陶罐
A．A B．B C．C D．D
4．下列关于硅的说法不正确的是(　　)
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．当加热到一定温度时，硅能与氯气、氢气等非金属反应
5．高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是（　　）
A．耐高温耐腐蚀，不怕氧化
B．密度大，硬度大
C．韧性好，易于切削、锻打、拉伸
D．良好的传热导电性
6．为了寻找半导体材料，应当（　　）
A．在周期表金属与非金属区分界线附近找
B．在周期表左下方找
C．在周期表右上方找
D．在过渡元素中找
7．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（　　）
　 化学性质 实际应用
A 铁常温下遇浓硫酸钝化 用铁桶装浓硫酸
B HF与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
C 次氯酸盐溶液与CO2反应 漂白粉漂白织物
D 铁比铜金属性强 FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
A．A B．B C．C D．D
8．下列解释物质用途或现象的反应方程式不准确的是（　　）
A．硫酸型酸雨的形成会涉及反应：2H2SO3+O2 2H2SO4
B．工业上制取粗硅的化学方程式：SiO2+C Si+CO2↑
C．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：S2O32-+2H+ ═SO2↑+S↓+H2O
D．成分为盐酸的洁厕灵与84消毒液混合使用易中毒：Cl﹣+ClO﹣+2H+═Cl2↑+H20
9．下列说法错误的是
A．硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料
B．普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，在玻璃窑中反应制得
C．膳食纤维是人体七大营养素之一，在人体内水解为葡萄糖加以吸收利用
D．和的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱
10．光纤通信是以光作为信息的载体，让光在光导纤维中传播，制造光导纤维的基本原料是（　　）
A．氧化钙 B．铜 C．石英砂 D．硅
11．下列说法中，正确的是（　　）
A．卤族元素单质X2（X代表F，Cl、Br、I）均可以与水反应生成HX
B．高纯度的硅单质用于制作光导纤维
C．将SO2通入次氯酸钙溶液可得到次氯酸
D．氢氧化铁溶于氢碘酸的离子方程式为：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O
12．根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是（　　）
A．S，K B．C，Al C．Si、Ge D．Ag、Cu
13．下列说法正确的是（　　）
A．SiO2是酸性氧化物，能与碱溶液反应
B．Na2CO3和NaHCO3都是盐，都能与酸溶液反应
C．CO和NO都是大气污染物，在空气中都能稳定存在
D．Al在浓盐酸中会“钝化”，能用铝槽盛放浓盐酸
14．下列说法正确的是（　　）
A．H2、SO2、CO2三种气体都可用于浓硫酸干燥
B．SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D．SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
15．化学与生活密切相关，下列叙述错误的是（　　）
A．青铜和陶瓷制品均为无机非金属材料
B．二氧化硅是光纤制品的基本原料
C．华为手机芯片麒麟990主要原材料是硅单质
D．被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯属于新型无机非金属材料
16．以下物质间的每步转化都可以通过一步反应能实现的是（　　）
A．Al﹣Al2O3﹣Al（OH）3﹣NaAlO2
B．Fe﹣FeO﹣Fe（OH）2﹣Fe（OH）3
C．Si﹣SiO2﹣H2SiO3﹣Na2SiO3
D．Na﹣Na2O2﹣Na2CO3﹣NaOH
17．下列说法错误的是（　　）
A．金属镁可用来制造信号弹和焰火
B．某些含铝的化合物可作净水剂
C．硫酸铁可用于治疗缺铁性贫血
D．二氧化硅可用于制造光导纤维
18．下列关于C、Si及其化合物性质与应用的叙述错误的是（　　）
A．热稳定性CH4＞SiH4
B．硅可以用作制造变压器的铁芯材料
C．用焦炭还原二氧化硅可以得到含有少量杂质的粗硅
D．石墨烯是一种碳氢化合物
19．下列说法摘自一些科普杂志或广告用语，你认为没有科学性错误的是（　　）
A．化学家采用玛瑙研钵磨擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
B．夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
C．“白雪牌”漂粉精，令所有化学物质黯然失“色”，没有最白，只有更白
D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”
20．下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是（　　）
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 充分吸收了Na2SiO3 饱和溶液的小木条，沥干后放在酒精灯外焰加热 小木条不燃烧 Na2SiO3 可作防火剂
B 将 H2 在充满Cl2 的集气瓶中燃烧 集气瓶口上方有白烟生成 H2、Cl2 化合生成HCl
C 将 SO2 通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 SO2 具有氧化性
D 除去表面氧化膜的铝箔，在酒精灯上充分加热 铝不能滴落下来 铝熔点高，没能熔化
A．A B．B C．C D．D
二、综合题
21．材料与生产、生活和科技密切相关。回答下列问题：
（1）无机非金属材料与我们的生活联系密切。我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”填补了我国计算机史上空白，“龙芯一号”材料的化学式为　 　；传统的无机非金属材料在日常生活中有着广泛的运用。玻璃和水泥的生产中均用到的原料的名称是　 　，其中碳酸钠在玻璃熔炉中反应的化学方程式为　 　。
（2）金属材料的应用更是广泛。工业常用30％FeCl3溶液腐蚀绝缘板上铜箔，制造印刷电路板。腐蚀废液中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋离子。当向腐蚀液中加入足量的Fe粉，一定不存在的离子是　 　；用实验判定腐蚀液中含有Fe2＋离子　 　。
22．华为公司于2021年2月2日提交了一项全新的“硅碳复合材料”的专利，该专利可有效延长电池的使用寿命。该公司发行的5G平板电脑，创新搭载了3D石墨烯散热技术。华为还入股了国产碳化硅晶片制造行业。
（1）硅碳复合材料中以石墨为骨架，硅材料均匀分布在无定形碳中。工业上用焦炭还原石英砂(主要成分为SiO2)制取粗硅，该反应的化学方程式是　 　。
（2）石墨烯应用于5G平板电脑，是利用了石墨烯良好的　 　性。
（3）碳化硅的化学式是　 　，其中的碳原子和硅原子之间通过　 　 (填“离子”或“共价”)键相连，具有类似金刚石的结构，所以它具有的性质是　 　 (写一种)。
23．硅在地壳中的含量较高．硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：
（1）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”．这种“金属”可能是　 　．
（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料．其中，生产普通玻璃的主要原料有　 　．
（3）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
发生的主要反应
电弧炉 SiO2+2C Si+2CO↑
流化床反器 Si+3HCl SiHCl3+H2
还原炉 SiHCl3+H2 Si+3HCl
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为　 　；碳化硅又称　 　，其晶体结构与　 　相似．
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　 　．
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 ﹣30.4 ﹣84.9 ﹣111.9
③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为　 　．
（4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是　 　．
24．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是　 　(填化学式)。
（2）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为　 　。
（3）高纯度单晶硅可以按下列方法制备：
(粗) (纯)
i.步骤①的化学方程式为　 　。
ii.步骤②的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　 　。
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
25．在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，指的是从硅的氧化物可以制取硅单质，主要化学反应如下：
a．粗硅的制取：SiO2（石英砂）+2C（焦炭） Si（粗硅）+2CO↑
b．用粗硅与氯气在高温条件下反应合成四氯化硅： Si（粗）+2Cl2 SiCl4
c．用氢气在高温条件下还原四氯化硅获得高纯硅：SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl
（1）完成上述步骤中的反应方程式．
（2）在粗硅的制取中，焦炭的作用是　 　．
（3）氢气还原四氯化硅获得高纯硅的反应类型为　 　．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．S→SO2 →SO3，不能通过一步反应实现，故A不符合题意；
B.2Fe+3Cl2=2FeCl3，能通过一步反应实现，而且是化合反应，故B符合题意；
C．碳酸钠和二氧化硅反应，可转化为硅酸钠，化学方程式为，但该反应不是化合反应，故C不符合题意；
D．SiO2→Na2SiO3→H2SiO3，不能通过一步反应实现，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、硫和氧气反应只能生成二氧化硫；
B、铁和氯气反应，氯气可以将铁氧化为最高价态；
C、碳酸钠和二氧化硅反应不是化合反应；
D、二氧化硅和水不发生反应。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．Na2O2可用作供氧剂是由于Na2O2能够与CO2、H2O反应产生O2，与其是否具有强氧化性无关，物质的性质和用途的表述没有因果关系，A不符合题意；
B．钠可与TiCl4溶液中的水反应产生NaOH、H2，NaOH再与TiCl4反应，因此Na不能与TiCl4溶液置换出金属钛，反应原理不符合题意，B不符合题意；
C．氯气与过量的氨气反应生成NH4Cl、N2，NH4Cl是白色固体，在空气中会形成白烟，因此二者有因果关系，故可以使用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，C符合题意；
D．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，因此晶体硅是良好的半导体材料，而SiO2能够使光线发生全反射，因此二氧化硅可用于制造光导纤维，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.过氧化钠可作供氧剂是因为过氧化钠和水、二氧化碳反应均产生氧气；
B.钠与盐溶液反应时，先与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠再与对应的盐反应；
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅。
3．【答案】A
【解析】【解答】A、铸客大铜鼎的主要成分是青铜，青铜为铜合金，A正确；
B、胡俑成分为硅酸盐，为无机非金属材料，B错误；
C、玉佩的主要成分为无机非金属材料，C错误；
D、陶罐的主要成分为硅酸盐，为无机非金属材料，D错误；
故答案为：A
【分析】A、铸客大铜鼎的主要成分是青铜，青铜为铜合金；
B、胡俑成分为硅酸盐，为无机非金属材料；
C、玉佩的主要成分为无机非金属材料；
D、陶罐的主要成分为硅酸盐，为无机非金属材料。
4．【答案】C
【解析】【解答】
A．晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，故A不符合题意；
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，故B不符合题意；
C．硅常温下与氢氟酸、氢氧化钠反应，故C符合题意；
D．硅与氢气在加热时生成硅烷，与氯气加热生成四氯化硅，所以加热到一定温度时硅能与H2、Cl2等非金属反应，故D不符合题意；
答案选C。
【分析】
A．晶体硅具金属光泽；
B．硅是良好的半导体材料；
C．硅常温下与氢氟酸、氢氧化钠反应
D．常温难反应，但硅与氢气在加热时生成硅烷，与氯气加热生成四氯化硅
5．【答案】A
【解析】【解答】高温结构陶瓷具有耐高温耐腐蚀，不怕氧化，结构稳定，密度小，硬度大；金属材料的性能是：韧性好，易于切削锻打、拉伸良好的传热导电性。综合上述分析：高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是耐高温耐腐蚀，不怕氧化，A符合题意；
故答案为：A
【分析】高温结构陶瓷具有耐高温耐腐蚀，不怕氧化，结构稳定，密度小，硬度大等优点。
6．【答案】A
【解析】【解答】解：金属元素和非金属元素的交界处的元素具有金属性和非金属性，则可作导体材料的元素，所以寻找半导体材料，在周期表金属与非金属区分界线附近找，故选A．
【分析】在元素周期表金属和非金属分界线附近的元素为半导体元素，由此分析解答．
7．【答案】D
【解析】【解答】A.常温下，浓硫酸能使铁钝化，因此可用铁通盛装浓硫酸，选项正确，A不符合题意；
B.玻璃中含有SiO2，SiO2能与HF反应，因此可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，选项正确，B不符合题意；
C.次氯酸盐溶液的漂白过程是利用次氯酸盐与空气中的CO2反应生成HClO，利用HClO的强氧化性漂白织物，选项正确，C不符合题意；
D.FeCl3腐蚀Cu的过程中发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，过程中无法体现Fe和Cu的金属性强弱，选项错误，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.结合浓硫酸的强氧化性分析；
B.根据SiO2的性质分析；
C.根据次氯酸盐的漂白原理分析；
D.根据FeCl3腐蚀Cu发生的反应分析；
8．【答案】B
【解析】【解答】解：A．正常雨水溶解二氧化碳，酸雨中溶解二氧化硫，酸性增强，二氧化硫与水反应生成H2SO3，H2SO3可被氧化生成H2SO4，则硫酸型酸雨的形成会涉及反应为：2H2SO3+O2 2H2SO4，故A正确；
B．工业上制硅的反应方程式为：SiO2+2C Si+2CO↑，故B错误；
C．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸发生氧化还原反应，生成S、二氧化硫、水，该反应为Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2+S↓+H2O，该离子反应为S2O32﹣+2H+=S↓+SO2↑+H2O，故C正确；
D．盐酸与次氯酸钠反应生成氯气，反应的离子方程式为Cl﹣+ClO﹣+2H+=Cl2↑+H2O，故D正确；
故选B．
【分析】A．正常雨水溶解二氧化碳，酸雨中溶解二氧化硫，二氧化硫与水反应生成H2SO3，H2SO3可被氧化生成H2SO4，酸性增强；
B．工业上制取粗硅：二氧化硅和碳高温生成硅和CO；
C．硫代硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和S、水；
D．盐酸与次氯酸钠发生氧化还原反应生成氯气．
9．【答案】C
【解析】【解答】A．硬铝是合金，合金的硬度比纯金属大，硬铝具有密度小，硬度大，抗腐蚀能力强，是制造飞机的理想材料，故A不符合题意；
B．普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，在玻璃窑中反应制得生成硅酸钠和硅酸钙，普通玻璃是传统的硅酸盐产品，故B不符合题意；
C．人体没有水解纤维素的酶，纤维素在人体不能水解，故C符合题意；
D．和均可以水解显碱性，可用作食用碱或工业用碱，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】 A．合金的硬度比纯金属大；
B．普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，在玻璃窑中反应制得生成硅酸钠和硅酸钙；
C．人体没有水解纤维素的酶，纤维素在人体不能水解；
D．和均可以水解显碱性。
10．【答案】C
【解析】【解答】石英砂的主要成分是二氧化硅，光导纤维的成分是二氧化硅，
故答案为：C。
【分析】光导纤维的成分是二氧化硅。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：A、Cl、Br、I单质与水反应可表示为 X2+H2O=HX+HXO，氟气和水之间反应生成的是HF和氧气，反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2，故A正确；
B、二氧化硅是光导纤维的主要成分，硅是半导体，故B错误；
C、次氯酸钙具有强氧化性，能将二氧化硫氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钙离子反应生成微溶物硫酸钙，故C错误；
D、氢氧化铁溶于氢碘酸的离子反应为2Fe（OH）3+2I﹣+6H+═2Fe2++I2+6H2O，故D错误；
故选A．
【分析】A、氟气和水反应生成氧气和HF；
B、二氧化硅是光导纤维的主要成分；
C、二氧化硫和次氯酸钙发生氧化还原反应生成氯化钙；
D、发生氧化还原反应生成亚铁离子、碘、水；
12．【答案】C
【解析】【解答】解：A．S为绝缘体，故A错误；
B．C，Al都是导体，故B错误；
C．Si、Ge在在金属与非金属交界处，既有金属性，又有非金属性，所以是半导体材料，故C正确；
D．Ag、Cu都是导体，故D错误；
故选：C．
【分析】半导体材料元素既有金属性，又有非金属性，导电性介于导体与绝缘体之间，应在金属与非金属交界处．
13．【答案】A
【解析】【解答】解：A、二氧化硅是酸性，与碱反应生成盐与水，所以二氧化硅能与碱反应的酸性氧化物，故A正确；
B、都能与盐酸反应，生成CO2和水，而碳酸氢钠与碳酸不反应，并不是所有酸都反应，故B错误；
C、一氧化氮与空气中氧气变成二氧化氮，所以一氧化氮在空气中不稳定，故C错误；
D、铝遇冷的浓硫酸和浓硝酸发生钝化现象，铝与盐酸在常温下反应生成氯化铝和氢气，不发生钝化，故D错误；
故选A．
【分析】A、二氧化硅是酸性，与碱反应生成盐与水；
B、都能与盐酸反应，生成CO2和水，而碳酸氢钠与碳酸不反应；
C、一氧化氮与空气中氧气变成二氧化氮；
D、铝遇冷的浓硫酸和浓硝酸发生钝化现象；
14．【答案】A
【解析】【解答】A、H
2、SO
2、CO
2三种气体和浓硫酸不反应，都可用浓硫酸干燥，选项A符合题意；
B、氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，不符合两性氧化物的定义，不是两性氧化物，选项B不符合题意；
C.Al2O3是两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，而MgO为碱性氧化物，不与NaOH溶液反应，选项C不符合题意；
D、二氧化硫通入硝酸钡溶液中，酸性条件下，硝酸根具有强氧化性，将亚硫酸氧化为硫酸，进一步反应得到硫酸钡，故SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO4，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】 两性氧化物
是指既可以与酸反应生成盐和水又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。MgO为碱性氧化物，不与NaOH溶液反应。硝酸根具有强氧化性，所以均得到BaSO
4。
15．【答案】A
【解析】【解答】A.青铜属于合金，是金属材料，A选项是错误的；
B. 二氧化硅是光纤制品的基本原料 ，B选项是正确的；
C. 手机芯片 的主要材料是硅单质，C选项是正确的；
D. 石墨烯属于新型无机非金属材料 ，D选项是正确的。
故答案为：A。
【分析】A.合金和金属单质都是金属材料；
B.二氧化硅是光纤的原料；
C.芯片和太阳能电池板的主要原料是单质硅；
D.石墨烯是碳的单质，属于新型无机非金属材料 。
16．【答案】D
【解析】【解答】解：A．Al2O3不溶于水，则Al2O3→Al（OH）3，不能一步实现转化，故A错误；
B．FeO不溶于水，则FeO→Fe（OH）2无法一步转化，故B错误；
C．因二氧化硅不溶于水，则SiO2→H2SiO3，不能一步实现转化，故C错误；
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和氢氧化钙反应生成氢氧化钠，故D正确；
故选D．
【分析】A．Al2O3→Al（OH）3，不能一步实现转化；
B．FeO→Fe（OH）2无法一步转化；
C．SiO2→H2SiO3，不能一步实现转化；
D．钠在空气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和氢氧化钙反应生成氢氧化钠．
17．【答案】C
【解析】【解答】A. 镁是制造信号弹、焰火的原料，故A不符合题意；
B.某些含铝的化合物可以作净水剂，故B不符合题意；
C.不是硫酸铁，三价铁不易被人体吸收，故C符合题意；
D.二氧化硅透明度很高造价低,是很好的光导材料，可用于制造光导纤维，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.镁在空气中点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体氧化镁
B.利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体吸附悬浮的杂质
C.可用于治疗缺铁性贫血的是硫酸亚铁
D.斧蛤二氧化硅的用途，硅单质做太阳能电池板和芯片
18．【答案】D
【解析】【解答】A．元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性：C＞Si，所以物质的热稳定性：CH4＞SiH4，A不符合题意；
B．硅铁合金可以用作制造变压器的铁芯材料，B不符合题意；
C．二氧化硅中含有杂质，在高温下焦炭与二氧化硅反应产生Si和CO，杂质也被还原产生相应的单质，也会有部分碳混在硅中，因此用焦炭还原二氧化硅得到的是含有少量杂质的粗硅，C不符合题意；
D．石墨烯是一种碳元素的单质，不是化合物，D符合题意；
故答案为D。
【分析】A.非金属性越强对应的氢化物的稳定性越强
B.硅可做变压器材料
C.木炭可以还原二氧化硅得到粗硅
D.石墨烯是一种单质
19．【答案】D
【解析】【解答】解：A．玛瑙的主要成分是二氧化硅，故A错误；
B．变色眼镜是在玻璃中添加了溴化银，而不是氧化亚铜，故B错误；
C．漂粉精主要成分是次氯酸钙，一些有色无机物如CuO等不能被漂白，故C错误；
D．半导体元件与集成芯片的主要成分是硅单质，故D正确．
故选D．
【分析】A．依据玛玛瑙是含有杂质的二氧化硅，其主要成分是二氧化硅；
B．依据变色眼镜是在适当波长光的辐照下改变其颜色，而移去光源时则恢复其原来颜色的玻璃制的分析；
C．漂粉精主要成分是次氯酸钙，用来漂白有机物；
D．芯片的主要成分是硅单质．
20．【答案】A
【解析】【解答】A．充分吸收了 Na2SiO3 饱和溶液的小木条，沥干后放在酒精灯外焰加热，小木条不燃烧，证明 Na2SiO3 不燃烧，可作防火剂，故A 符合题意；
B．将在充满 的集气瓶中燃烧生成氯化氢，氯化氢极易溶于水，在集气瓶口上方形成盐酸小液滴，则有白雾生成，故B不符合题意；
C．将 通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，二氧化硫被氧化，表现了是还原性，不是漂白性，故C不符合题意；
D．金属Al与氧气反应生成氧化铝的熔点高，则铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，不是铝的熔点高，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．Na2SiO3 不燃烧，可作防火剂；
B．HCl吸水形成盐酸小液滴，有白雾生成；
C．SO2与KMnO4反应，SO2表现还原性；
D．金属Al与氧气反应生成氧化铝；
21．【答案】（1）Si；石灰石；Na2CO3 ＋ SiO2 Na2SiO3
（2）Fe3＋、Cu2＋；用试管取少量腐蚀液滴加少量酸性KMnO4溶液，紫红色褪色，说明含有Fe2＋或用试管取少量腐蚀液滴加几滴KSCN溶液，不变色，再滴加几滴氯水，溶液变为血红色
【解析】【解答】(1 )硅是常用的半导体，“龙芯一号"材料的化学式为Si；生产玻璃的用料是石灰石、纯碱和石英，生产水泥的原料是石灰石、黏土和辅助原料，因此生产中均用到的原料的名称是石灰石， 其中碳酸钠在玻璃熔炉中反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑；(2)腐蚀废液中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+ 离子，当向腐蚀液中加入足量的Fe粉，铁离子、铜离子均被还原，因此一定不存在的离子是Fe3 +、 Cu2+ ；亚铁离子具有还原性，所以用实验判定腐蚀液中含有Fe2+离子的实验方案是用试管取少量腐蚀液滴加少量酸性KMnO4溶液，紫红色褪色，说明含有Fe2＋（或用试管取少量腐蚀液滴加几滴KSCN溶液，不变色，再滴加几滴氯水，溶液变为血红色，说明含有Fe2＋）。
【分析】（1）芯片一般用硅，玻璃原材料为纯碱和石灰石，水泥是石灰石和黏土，因此共同用到的原材料是石灰石
（2）氧化性越强越先反应，又加入足量的铁，故三价铁离子，和铜离子都能被还原，判断亚铁离子，可见亚铁离子氧化成铁离子，再用硫氰化钾检验，但氧化之前，要确定溶液中没有三价铁对其引起干扰
22．【答案】（1）SiO2+2C Si+2CO↑
（2）导热
（3）SiC；共价；硬度大
【解析】【解答】(1)反应的化学方程式是SiO2+2C Si+2CO↑。
(2)根据题干“该公司发行的5G平板电脑，创新搭载了3D石墨烯散热技术”，石墨烯应用于5G平板电脑，是利用了石墨烯良好的导热性。
(3)碳化硅由C和Si构成，根据C和Si的非金属性强弱可知，C为负价，Si为正价，C和Si都是第ⅣA族元素，所以C为-4价，Si为+4价，则碳化硅的化学式是SiC，C和Si都是非金属元素，所以碳原子和硅原子之间通过共价键相连，具有类似金刚石的结构，所以它具有的性质和金刚石相似，硬度大，熔沸点高。
【分析】（1）焦炭和SiO2高温反应生成硅和CO，不是二氧化碳
（2）根据题意知道石墨烯具有很高的散热性
（3）根据名称写出化学式，碳化硅是原子晶体通过共价键连接，具有硬度大、熔点高等特点
23．【答案】（1）含有硅碳的铁合金
（2）纯碱、石英和石灰石
（3）SiO2+3C SiC+2CO↑；金刚砂；金刚石；精馏（或蒸馏）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl
（4）H2、HCl
【解析】【解答】解：（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，加热石英砂、木炭和铁时，发生置换反应，SiO2+2C Si+2CO↑，所以在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”．这种“金属”可能是含有硅碳的铁合金，
故答案为：含有硅碳的铁合金；（2）制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，在玻璃窑中强热时的主要发生反应：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑，故答案为：纯碱、石英和石灰石；（3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成碳化硅，反应为：SiO2+3C SiC+2CO↑，碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似，故答案为：SiO2+3C SiC+2CO↑；金刚砂；金刚石；②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点﹣84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质，故答案为：精馏（或蒸馏）；③SiHCl3水解反应方程式为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氢气和氯化氢，故答案为：H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；（4）氯碱工业主要反应为电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，为该化学工艺提供H2、HCl，故答案为：H2、HCl．
【分析】（1）石英砂主要成分为二氧化硅，碳做还原剂还原二氧化硅为单质硅；（2）生产玻璃的原料是纯碱、石英和石灰石；（3）①石英砂主要成分为二氧化硅，二氧化硅和碳在高温的条件下反应生成碳化硅和一氧化碳；碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似；②根据题中数据，采用精馏（或蒸馏）方法提纯SiHCl3；③SiHCl3水解生成硅酸、氢气和氯化氢；（4）电解饱和食盐水称为氯碱工业，结合上述工艺流程解答．
24．【答案】（1）Si
（2）4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
（3）2C+SiO2 Si+2CO↑；蒸馏
【解析】【解答】(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是Si；
(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
(3)i．步骤①为二氧化硅与碳在高温下生成硅和CO，方程式为2C+SiO2Si+2CO↑；
Ii．由于SiHCl3、SiCl4的沸点相差较大，可利用蒸馏的方法分离。
【分析】(1)晶体硅为良好的半导体材料；
(2)氢氟酸能够与玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能腐蚀玻璃；
(3)i.步骤①二氧化硅与碳高温下反应生成硅和一氧化碳；
ii.依据SiHCl3、SiCl4的沸点相差较大，可采用蒸馏的方法分离。
25．【答案】（1）Si（粗）+2Cl2 SiCl4；SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl
（2）还原剂
（3）置换反应
【解析】【解答】解：（1）b．用粗硅与氯气在高温条件下反应合成四氯化硅，化学反应方程式为：Si（粗）+2Cl2 SiCl4；c．氢气在高温条件下还原四氯化硅获得高纯硅，化学反应方程式为：SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl，
故答案为：Si（粗）+2Cl2 SiCl4；SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl；（2）SiO2（石英砂）+2C（焦炭） Si（粗硅）+2CO↑反应中焦炭的化合价升高，失电子是还原剂，
故答案为：还原剂；（3）SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl反应物是单质和化合物，生成物也是单质和化合物，所以该反应是置换反应，敀答案为：置换反应．
【分析】（1）b．用粗硅与氯气在高温条件下反应合成四氯化硅，化学反应方程式为：Si（粗）+2Cl2 SiCl4；c．氢气在高温条件下还原四氯化硅获得高纯硅，化学反应方程式为：SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl；（2）SiO2（石英砂）+2C（焦炭） Si（粗硅）+2CO↑反应中焦炭的化合价升高是还原剂；（3）SiCl4+2H2 Si（纯）+4HCl反应物是单质和化合物，生成物也是单质和化合物，所以该反应是置换反应．