2024-2025学年高中化学人教版必修2课时作业 （含解析） 第五章第三节 无机非金属材料

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2024-2025学年高中化学人教版必修2课时作业 第五章第三节 无机非金属材料
一、单选题（每题3分，共42分）
1．陶瓷版“冰墩墩”和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡，下列说法错误的是( )
A.陶瓷、玻璃和水泥均属于无机非金属材料
B.陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为
C.高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能
D.陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成
2．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
3．“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
4．清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，均成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图。已知：。
下列说法错误的是( )
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Si被二次氧化和自燃
C.操作2为用去离子水洗涤并烘干
D.1 mol镁粉生成MgO和的混合物，转移2 mol电子
5．下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ不具有因果关系的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 与浓糊状混合物可用于刻蚀玻璃 氢氟酸能与反应
B 液晶可用于电脑、手机和电视的显示器 施加电场时，液晶的长轴取向发生不同程度的改变
C 葡萄糖能发生银镜反应 葡萄糖属于醛糖
D 钢闸门外接直流电源负极，可延长其使用时间 牺牲阳极法适用于金属防护
A.A B.B C.C D.D
6．化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.氯乙烷可用作冷冻麻醉剂
B.苯甲酸可用作食品防腐剂
C.Si可用作5G技术中使用的光导纤维
D.醋酸钠过饱和溶液和金属小圆片可制作“热袋”
7．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是( )
A.X可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ的反应是
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用来代替
D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行
8．近年我国科技创新成果丰硕，下列有关材料属于有机高分子的是( )
A.超算“天河一号”的芯片 B.“深海一号”船体海水浸泡区的白块
C.坦克表面用于防弹装甲的芳纶 D.C919民航客机燃烧的航空煤油
9．下图是一种具有磁性的“纳米药物”，可利用磁性引导该药物到达人体内的病变部位。该技术可大大提高治疗效果。下列有关说法不正确的是( )
A.该“纳米药物”分散于水中可得胶体
B.该药物具有磁性与外壳有关
C.高温下铁与水蒸气反应可获得
D.该“纳米药物”中的二氧化硅属于酸性氧化物，能与溶液反应
10．从科技前沿到人类的日常生活，化学无处不在。下列说法不正确的是( )
A.国产大型飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.光化学烟雾、臭氧层空洞、温室效应的形成都与氮氧化合物有关
C.漂粉精既可作棉麻织物漂白剂，又可用作环境的消毒剂
D.粒子直径为1~100 nm的铁粉材料，不属于胶体
11．能源、航天、信息等科技离不开新技术和新材料的发现和应用。下列有关说法不正确的是( )
A.量子通信材料如螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体
B.航天核心舱搭载的柔性太阳能电池板的核心材料是晶体硅
C.新一代运载火箭成功应用液氧、煤油发动机，煤油是石油分馏所得混合物
D.福建舰舰身材料采用低碳合金钢，合金的强度一般高于成分金属
12．根据材料或物质的组成和结构变化可推测其用途、性能及用途变换，下列推测不合理的是( )
选项 材料或物质 组成或结构变化 用途、性能及用途变化
A 蔗糖 用三个氯原子代替蔗糖分子中的三个羟基 水溶性增强
B 水泥 加入适量石膏 水泥硬化速率发生改变
C 乙酸 将甲基上的氢原子替换为氟原子 酸性增强
D 液态植物油 催化加氢 保质期变长
A.A B.B C.C D.D
13．化学与生活密切相关，下列说法错误的是( )
A.与日本核污染水中含有的放射性元素互为同素异形体
B.中国天眼传输信息所用的光纤遇强碱会“断路”
C.我国科学家研制出高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能
D.杭州亚运会餐具使用安全可降解的聚乳酸材料，属于合成有机高分子材料
14．铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料
B.吸收塔中发生的反应为
C.合成槽中发生的反应为
D.冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂
二、解答题（共4题，58分）
15．硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：
（1）传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括___________、___________和玻璃。
（2）光导纤维的主要成分是。为___________（“酸性”、“碱性”或“两性”）氧化物，写出与烧碱反应的化学方程式___________。
（3）沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法不正确的是______（填字母）。
A.能与水反应
B.在一定条件下能与氧化钙反应
C.是制作光导纤维的主要原料
D.能与稀硫酸反应
（4）硅单质可作硅半导体材料。三氯甲硅烷还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图：
①写出制粗硅的化学方程式___________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和一种气体单质，写出发生反应的化学方程式___________；在制备高纯硅的过程中若混入，可能引起的后果是___________。
16．请根据要求书写出方程式。
(1)2024年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2024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___________。
17．材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。
（1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于传统硅酸盐产品的是______（填写序号）。
①光导纤维
②水泥
③玻璃
④陶瓷
（2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于___________（填“纯净物”或“混合物”）。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式___________。
（3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的___________反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为___________。
18．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：
（1）工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为__________。当有参与反应时，该反应转移的电子数是__________。
（2）还原炉中发生的化学反应方程式为：__________。
（3）上述工艺生产中循环使用的物质除、外，还有__________。
（4）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为__________。
（5）工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：__________。
（6）关于硅及其相关化合物的叙述正确的是__________。
A.自然界中存在天然游离的硅单质
B.已知C与Si的最高正价都是正四价，由于，用类比法得知，
C.用氧化物形式表示为
D.硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料
E.既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
F.玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
参考答案
1．答案：B
解析：陶瓷、玻璃和水泥等硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，A正确；
为红色粉末，陶瓷版"冰墩墩"上黑色涂料的主要成分不可能为，B错误；
高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐腐蚀等优良性能，C正确；
陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成，属于硅酸盐制品，D正确。
2．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。
3．答案：A
解析：
4．答案：A
解析：由流程图可知，该过程中反应物为石英砂、镁粉，生成物为硅、氧化镁、硅化镁，石英砂和硅为共价晶体，氧化镁为离子晶体，镁粉为金属晶体，涉及三种类型晶体的变化，A项错误；都能与氧气反应，在氛围中除杂是为了阻止Si被二次氧化和自燃，B项正确；由流程图可知，操作2是由滤渣得到硅，可用去离子水洗涤（去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水），然后烘干，C项正确；镁反应生成MgO或时化合价变化相同，均由0价升高到+2价，则1 mol镁粉生成MgO和的混合物，转移2 mol电子，D项正确。
5．答案：D
解析：与浓反应生成和能与玻璃中的反应，可用于刻蚀玻璃，A正确；施加电场时，液晶的长轴取向发生不同程度的改变从而显示出数字、文字或图像，故液晶可用于电脑、手机和电视的显示器，B正确；葡萄糖属于醛糖，分子中含有醛基，醛基具有还原性，能发生银镜反应，C正确；钢闸门外接直流电源负极，可延长其使用时间，是通过外加电流法达到金属防护的目的，D错误。
6．答案：C
解析：氯乙烷沸点低，易挥发而吸收热量，可以使局部冷冻麻醉，A项正确；苯甲酸可用作食品防腐剂，B项正确；可用作5G技术中使用的光导纤维，C项错误；用手指搓捻醋酸钠过饱和溶液中的金属小圆片，袋中的液体会迅速结晶，同时放热，D项正确。
7．答案：D
解析：由流程图可知，粗与NaOH溶液反应得到的X为溶液，溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，A正确；
溶液与稀硫酸反应得到的Y为沉淀，即，B正确；
碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用替代，C正确；
步骤Ⅲ中进行的操作是灼烧硅酸固体，若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行，D错误。
8．答案：C
解析：计算机芯片的主要成分是晶体硅，属于无机非金属材料，A错误：船体海水浸泡区的白块是金属锌，和船体金属构成原电池保护船体不受腐蚀，属于金属材料，B错误；坦克表面用于防弹装甲的芳纶是芳香族聚酰胺纤维，属于有机高分子材料，C正确；航空煤油的主要成分是分子中碳原子个数为11~16的烃类混合物，属于有机物，但不属于高分子，D错误。
9．答案：A
解析：A.“纳米药物分子车”粒子直径大于100nm，分散于水中得到的为浊液，故A错误；
B.具有磁性，因此该药物具有磁性与外壳有关，故B正确；
C.铁与水蒸气在高温下反应生成和氢气，故C正确；
D.二氧化硅能够与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，属于酸性氧化物，故D正确；
故选：A。
10．答案：B
解析：氮化硅属于新型无机非金属材料，A正确；光化学烟雾、臭氧层空洞，酸雨的形成都与氮氧化合物有关，温室效应的形成主要与二氧化碳有关，B错误；漂粉精常用于漂白、消毒、杀菌，因此漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作环境的消毒剂，C正确：铁粉是单质，不属于胶体，D正确。
11．答案：A
解析：A.量子通信材料如螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料分散到分散剂后形成的分散系属于胶体，A错误；
B.硅为半导体材料，太阳能电池板的核心材料是晶体硅，B正确；
C.石油的分馏可获得多种物质，煤油是石油分馏所得混合物，C正确；
D.合金的熔点比成分金属低，硬度比成分金属高，则合金的强度一般高于成分金属，D正确；
故选A。
12．答案：A
解析：A.蔗糖分子中的羟基被三个氯原子取代后得三氯蔗糖，羟基为亲水基，亲水基减少，水溶性降低，A错误；
B.石膏的主要成分为硫酸钙的水合物，水泥生产过程中加入适量石膏，可以调节水泥的硬化速率，B正确；
C.若将乙酸甲基上的氢原子替换为氟原子，氟原子是吸电子原子，会使羧基中羟基的极性增强，电离出氢原子的能力增强，酸性增强，C正确；
D.液态植物油中含有碳碳双键，与氢气加成，提高其饱和程度，油脂的抗氧化性能增强，保质期变长，D正确；
故选A。
13．答案：A
解析：与互为同位素，A错误；
光纤的成分是二氧化硅，二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，所以光纤遇强碱会“断路”，B正确；
电池是一种可以将其他能量转化为电能的装置，钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化为电能，C正确；
聚乳酸是乳酸在一定条件下发生缩聚反应形成的有机高分子化合物，D正确。
故选A
14．答案：A
解析：硅酸盐产品能与烟气中的HF发生反应，故不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料，A正确；溶液过量，故吸收塔中发生的反应为，B错误；合成槽中发生的反应为，C错误；冰晶石可作为工业上电解熔融氧化铝制取金属铝时的助熔剂，不是电解熔融氯化铝，D错误。
15．答案：（1）陶瓷；水泥
（2）酸性；
（3）AD
（4）；；高温下，遇发生爆炸
解析：
16．答案：(1)Si；
(2)
(3)
(4)
(5)
解析：
17．答案：（1）①
（2）混合物；
（3）化合；
解析：（1）硅酸盐产品是指利用含硅物质制成的，如水泥、玻璃、陶瓷，是三大硅酸盐产品，而光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，所以答案选①。
（2）玻璃的成分有硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，所以玻璃属于混合物；氢氟酸用于雕饰玻璃，是因为氢氟酸与二氧化硅反应，化学方程式为。
（3）采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，Si与氮气反应生成氮化硅，所以该反应是化合反应；氮化硅中硅元素的化合价为+4价，N元素的化合价是-3价，根据化合物中正负化合价代数和为0的原则，所以氮化硅的化学式为。
18．答案：（1）；
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）CDF
解析：（1）用石英砂和过量焦炭高温加热生成粗硅的化学方程式为: ，当有参与反应时，该反应转移的电子数是；
（2）还原炉中用还原，生成高纯度的单质，发生的化学反应方程式为：；
（3）流化床反应器中发生反应：，还原炉中发生反应：，所以可以循环的物质还有；
（4）氢氟酸来雕刻玻璃，氢氟酸和反应,化学方程式为：；
（5）水玻璃和盐酸反应制取硅酸的离子方程式为：；
（6）A.自然界中不存在天然游离的硅单质，硅是以二氧化硅和硅酸盐存在于自然界中，A错误；
B.不溶于水，也不与水反应，B错误；
C.根据氧化物的表示方法，用氧化物形式表示为，C正确；
D.在周期表中，硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料，D正确；
E.既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，但不能与其他酸反应，为酸性氧化物，E错误；
F.玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品，F正确。
故选CDF。
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