5.3无机非金属材料——高一化学人教版（2019）必修二课时优化训练（含解析）

第三节 无机非金属材料——高一化学人教版（2019）必修二课时优化训练
一、单选题
1．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是( )
A.晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维
B.二氧化硫具有还原性，可添加在葡萄酒中防止葡萄酒中的一些成分被氧化
C.二氧化氯在水中的杀菌、消毒能力强，可以对饮用水进行消毒
D.液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂
2．“嫦娥六号”上某种涂层材料主要成分是微米级硅化物（如等），高温氧化后会生成自修复功能的玻璃态。下列叙述错误的是( )
A.硅化物属于硅酸盐材料 B.用焦炭还原二氧化硅可制备粗硅
C.是酸性氧化物 D.钨是耐高温的过渡元素
3．下列有关说法正确的是( )
A.C919国产大飞机风挡结构部分使用的有机玻璃属于硅酸盐材料
B.石油的分馏和煤的干馏均是物理变化
C.氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨（即pH<7的雨水）的形成
D.硅在地壳中的含量仅次于氧，从沙滩到用户，硅发生了还原反应
4．近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如下图。
已知：。
下列说法中错误的是( )
A.点燃镁条引发反应的过程中，涉及两种晶体类型的变化
B.氛围是为了阻止被二次氧化和自燃
C.操作2为用去离子水洗涤并烘干
D.镁粉生成和的混合物，转移电子
5．芯片是信息革命的核心技术和主要推动力，利用高温电炉冶炼得到的粗硅难以满足制作芯片所需要的纯度要求，因此必须对粗硅进行提纯。工业上采用Si与HCl在350℃左右的条件下反应生成，之后将其还原、结晶得到高纯度的单晶硅产品。已知的熔点为-128℃，沸点为33℃，且遇与均剧烈反应。现要在实验室中制取少量，其实验装置如下图所示，下列说法不正确的是( )
A.不可以用无水、硅胶等固体干燥剂替换干燥管中的碱石灰
B.使用浓和NaCl混合加热制取利用了浓的难挥发性
C.冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使冷凝为液体
D.工业上用过量焦炭与石英砂混合冶炼粗硅，其反应为
6．现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关说法不正确的是（ ）
A.碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温耐磨的特点
B.晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维
C.硬铝是一种铝合金，是制造飞机和飞船的理想材料
D.石墨烯是一种新型无机非金属材料，具有高电导率的特点
7．下列说法不正确的是( )
A.三氧化硫可作食品的抗氧化剂
B.高纯硅可以制成芯片和硅太阳能电池
C.乙酸乙酯可用作有机溶剂和香料
D.亚硝酸钠可作肉制品的防腐剂和护色剂
8．我国华为公司的5G核心专利在全球排名第一，5G通讯技术离不开光导纤维，制造光导纤维的材料是( )
A.聚丙烯 B.稀土 C.二氧化硅 D.晶体硅
9．下列有关说法不正确的是( )
A.常温下、对浓硫酸、浓硝酸表现出惰性，不与其发生反应
B.、都可以通过化合反应制得
C.石英砂和水晶的主要成分都是二氧化硅
D.高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域
10．2023年，我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是( )
A.打造北斗卫星系统——与星载铷钟所用的物理性质不同
B.实施海底封存——液化时，其共价键被破坏
C.开启航运氢能时代——氢氧燃料电池工作时可将热能转化为电能
D.突破量子通信技术——作为传输介质的光纤，其主要成分为晶体硅
二、填空题
11．是制造光导纤维的重要材料。回答下列问题：
（1）属于______（填“两性”或“酸性”）氧化物。
（2）与C在高温下反应可生成单质硅：，该反应属于___（填“置换”或“复分解”）反应。
（3）氮化硅是超高温陶瓷材料，可由、C、反应制得，完成下列化学方程式：______。
12．请根据要求书写出方程式。
(1)2021年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上，苏州芯联成软件有限公司获优异表现，芯片的主要成分是___________，写出其工业用二氧化硅制备其粗产品的化学反应方程式___________
(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩，雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为___________。
(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成分)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为___________。
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出与NO反应的化学方程式___________。
(5)将和空气的混合气体通入的混合溶液中反应可以回收S，其物质转化如图所示。该图示的总反应为___________。
13．I
①陶瓷餐具②混凝土桥墩③玻璃④石英钟⑤水晶项链⑥硅太阳能电池⑦光导纤维⑧计算机芯片
（1）使用了硅单质的是___________(填序号)。
（2）使用了二氧化硅的是___________(填序号)。
（3）使用了硅酸盐材料的是___________(填序号)。
（4）工业上制粗硅的化学方程式___________。
II.
（5）浓使蔗糖变黑，体现了浓的___________性。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为___________。
三、实验题
14．某实验小组设计了如下图所示的装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。
（1）实验时要通入足够长时间的，其原因是________。
（2）装置B的作用是________。
（3）装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则A装置中发生反应的化学方程式为________。
（4）该装置的缺点是________。
（5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18g和8.4g焦炭充分反应后收集到标准状况下13.44L气体，假定气体产物中只有CO，固体产物中只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。
（6）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的酸性强：________。
参考答案
1．答案：A
解析：A．二氧化硅为光导纤维主要原料，A错误；
B．二氧化硫具有还原性，可添加在葡萄酒中防止葡萄酒中的一些成分被氧化，B正确；
C．二氧化氯在水中的杀菌、消毒能力强，可以对饮用水进行消毒，C正确；
D．液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂，D正确；
故选A。
2．答案：A
解析：
3．答案：D
解析：A.有机玻璃的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物，属于高分子材料，不属于硅酸盐材料，A错误；
B.石油的分馏过程中没有产生新物质，是物理变化，煤的干馏过程中有新物质生成，是化学变化，B错误；
C.氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨的形成，酸雨是pH<5.6的酸性降水，C错误；
D.硅在地壳中的含量仅次于氧，从沙滩到用户，硅由转化为硅单质，化合价下降，发生了还原反应，D正确；
故选D。
4．答案：A
解析：A.根据分析，点燃镁条引发反应的过程中发生的反应为：，，镁粉为金属晶体、石英砂和硅共价晶体、氧化镁和硅化镁为离子晶体，涉及三种类型晶体变化，A错误；
B.氛围是为了阻止被二次氧化和自燃，B正确；
C.根据分析，操作2为用去离子水洗涤并烘干，C正确；
D.镁粉生成和的混合物，Mg由0价全部变为+2价，转移电子，D正确；
故选A。
5．答案：D
解析：
6．答案：B
解析：A.碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，具有抗氧化性强，耐磨性好，硬度高，热稳定性好，高温强度大等优点，故A正确；B.晶体硅是良好的半导体材料，常用于制造芯片，常用于制造光导纤维的是二氧化硅，而不是单质硅，故B错误；C.硬铝是铝和其他金属或非金属形成的一种铝的合金，具有密度小，强度大，是制造飞机和飞船的理想材料，故C正确；D.石墨是良好的导体，石墨烯有独特的结构具有优良的导电、导热性能，石墨烯是一种新型无机非金属材料，故D正确；故选:B。
7．答案：A
解析：A.二氧化硫具有还原性，适量食用可作食品的抗氧化剂，A错误；
B.高纯硅可以制成芯片和硅太阳能电池，B正确；
C.乙酸乙酯有特殊的香味，可用作有机溶剂和香料，C正确；
D.亚硝酸钠可用作肉制品的防腐剂和护色剂，但需要控制用量，D正确；
故选A。
8．答案：C
解析：A.聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用，是常见的高分子材料之一，故A错误；
B.稀土是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，在军事、冶金、石油化工等多种领域有多种用途，故B错误；
C.光导纤维，其主要成分是，具有良好的导光性，故C正确；
D. 晶体硅是非金属材料，Si原子最外层电子为4个，既难得电子，也难失去电子，硅在元素周期表中处于金属和非金属的交界位置，是良好的半导体材料，二氧化硅是光导纤维的主要成分，故D错误；
故选：C。
9．答案：A
解析：A.常温下Al、Fe对浓硫酸、浓硝酸表现出惰性，是由于浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，在金属Al、Fe表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进—步氧化，即发生钝化现象，A错误；
B.可以通过氯化铁与铁化合得到，可以通过氢氧化亚铁和氧气、水化合得到，都可以通过化合反应直接制得，B正确；
C.英砂和水晶的主要成分都是二氧化硅，C正确；
D.高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，D正确；
故选A。
10．答案：A
解析：A.和的质子数相同、中子数不同，互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质不同，故A正确；
B.二氧化碳是分子晶体，所以二氧化碳液化时，只改变分子间的分子间作用力，不破坏分子内的共价键，故B错误；
C.氢氧燃料电池工作时可将化学能转化为电能，故C错误；
D.光纤的主要成分是二氧化硅，不是硅，故D错误；
故选A。
11．答案：（1）酸性
（2）置换
（3）
解析：
（1）二氧化硅是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物，故答案为：酸性；
（2）由方程式可知，二氧化硅与碳在高温下反应生成硅和一氧化碳的反应为有单质参加和有单质生成的置换反应，故答案为：置换；
（3）由题意可知，制备氮化硅的反应为二氧化硅与碳和氮气反应生成氮化硅和一氧化碳，反应的化学方程式为，故答案为：。
12．答案：(1)Si；
(2)
(3)
(4)
(5)
解析：
13．答案：（1）⑥⑧
（2）②③④⑤⑦
（3）①②③
（4）
（5）脱水性；
解析：(1)使用了硅单质的是⑥硅太阳能电池和⑧计算机芯片;(2)使用了二氧化硅的是②混凝土桥墩、③玻璃④石英钟、⑤水晶项链、⑦光导纤维;(3)陶瓷、玻璃和水泥是传统的三大硅酸盐材料(4)工业上制粗硅的化学方程式
；（5）浓使有机物蔗糖变黑，体现了浓的脱水性。黑色物质为炭粉，炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为。
14．答案：（1）要用将装置中的空气排尽，避免空气中的、水蒸气对实验产生干扰
（2）作安全瓶，防止倒吸
（3）澄清石灰水；溶液；
（4）没有尾气吸收装置
（5）2:1
（6）向溶液中通入气体，溶液变浑浊，证明碳酸的酸性比硅酸的酸性强
解析：（1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中的氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，故实验时要通入足够长时间的。
（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸。
（3）根据元素守恒可知，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有氧化碳，且经检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知，A装置中发生反应的化学方程式为。
（4）一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该实验装置没有处理CO尾气的装置。
（5）18g的物质的量为0.3mo1，8.4g焦炭的物质的量为0.7mol，二者充分反应后收集到标准状况下的气体为13.44L，则其物质的量为0.6mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则有：
得到Si和SiC的物质的量之比为0.2mol：0.1mol=2:1。
（6）为验证碳酸、硅酸的酸性强弱，将产生的气体先通过饱和碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应，说明酸性：。