5.3 无机非金属材料-人教版2019版化学必修第二册-同步训练

5.3 无机非金属材料
基础练
1.下列可应用于磁悬浮技术的新型无机非金属材料是( )
A. 水泥 B. 超导陶瓷 C. 橡胶 D. 玻璃
2.“葡萄美酒夜光杯”，酒具体现了历史进展。下列酒具中，主要由硅酸盐材料制成的是( )
A.清代彩绘龙纹蓝瓷壶 B.犀角雕玉兰花果纹杯 C.斫木云纹漆耳杯 D.青铜兽面纹爵
A. B. C. D.
3.文物承载灿烂文明，传承历史文化。下列文物的主要材质属于硅酸盐的是
A. 战国水晶杯 B. 北朝彩绘菩萨石膏像
C. 兽首玛瑙杯 D. 三彩载乐骆驼俑
4.生活离不开化学。下列有关叙述正确的是( )
A. 手机芯片的材料主要是二氧化硅
B. 晶体硅可用作现代通讯的光纤
C. 房屋所用的门窗玻璃主要成分是
D. 太阳能电池属于节能环保的绿色产品
5.流浪地球向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法错误的是( )
A. 晶体硅可用于光伏发电
B. 富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
C. 新型陶瓷碳化硅可作耐高温结构材料
D. 我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是
6.中国制造彰显中国力量，在电影厉害了，我的国中重点介绍了中国制造的重点工程，下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是( )
世界最大射电望远镜“中国天眼”
“嫦娥四号”月球探测器
中国大飞机
中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”
A.光导纤维传输线 B.晶体硅芯片 C.新型铝锂合金机翼 D.氮化硅陶瓷发动机
A. B. C. D.
7.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )
A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为
B. 碳化硅的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C. 光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为
D. 硅酸盐中硅、氧原子之间以离子键结合
8.碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于纳米管说法不正确的是( )
A. 纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性
B. 碳纳米管拥有极高的熔点
C. 纳米管是一种新型有机纳米材料
D. 纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成
9.新材料的新秀石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示：
下列有关说法正确的是 ( )
A. 石墨烯是一种新型化合物 B. 氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C. 二者和石墨都是碳的同素异形体 D. 氧化石墨烯具有一定的亲水性
10.美国科学家制成了用作车轮的“纳米汽车”如图所示，下列说法不正确的是( )
A. 属于新型无机非金属材料
B. 可以在一定条件下转化为金刚石，且发生物理变化
C. 与石墨互为同素异形体
D. 的摩尔质量为
提升练
11.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题。
是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是 用化学方程式表示。
高纯硅是现代信息、电动汽车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：
用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为 。
整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式： ；还原过程中若混有，可能引起的后果是 。
12.为确认、、的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的不必选其他酸性物质请据此回答：
锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
装置所盛的试剂是_____________，其作用是__________________。
装置所盛试剂是________________，中反应的离子方程式是____________。
由此得到的结论是酸性：________________________。
13.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以上。
下列物质不属于硅酸盐的是______。
A.陶瓷 玻璃 水泥 生石灰
是玻璃的主要成分之一，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____，工艺师常用_____填物质名称来雕刻玻璃。
用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作______。可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_____。
A.普通玻璃坩埚 石英玻璃坩埚 氧化铝坩埚 铁坩埚
工业上常利用反应制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_____填化学式，下同，氧化剂是_____。
14.有、、、组成的混合粉末。现取两份该混合粉末试样进行实验。
将一份混合粉末溶于过量的盐酸，得到沉淀和滤液
沉淀为_______填化学式，下同，滤液中含有的阳离子主要是_______。
向滤液中加入过量氢氧化钠溶液，得到的沉淀是___________。
将另一份混合粉末溶于过量氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为___________。
15.下列物品或设施：
陶瓷餐具 砖瓦 混凝土桥墩 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟
水晶项链 硅太阳能电池 光导纤维 计算机芯片
使用了硅单质的是___________________ 填序号，下同；
使用了二氧化硅的是________________ ；
使用了硅酸盐材料的是________________。
16.晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“世纪的能源”、“未来的石油”。
工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是，在制备粗硅时反应的氧化产物为__________填化学式；在该反应中，若消耗了，则转移电子的总数为__________用表示阿伏伽德罗常数的值。
某实验室利用沸点与过量在反应制得纯硅灰黑色固体。已知能与强烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示热源及夹持装置略去。

装置中的试剂是__________。装置中水的作用是__________。
反应一段时间后，装置中观察到的现象是__________；装置中发生反应的化学方程式为__________。
为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有__________填字母。
氯水 ．溶液 溶液
答案和解析
1.【答案】
【解析】水泥是传统无机非金属材料，A错误；超导陶瓷是新型无机非金属材料，可应用于磁悬浮技术，B正确；橡胶是有机高分子材料，C错误；玻璃是传统无机非金属材料，D错误。
2.【答案】
【解析】陶瓷的主要成分是硅酸盐，A正确；犀角的主要成分属于蛋白质，B错误；斫木的主要成分属于纤维素，C错误；青铜属于合金，D错误。
3.【答案】
4.【答案】
【解析】A.手机芯片的材料主要是单质硅，选项错误；
B.可用作现代通讯的光纤的是二氧化硅，选项错误；
C.玻璃是硅酸盐产品，主要成分可以表示为，硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是和玻璃不同的物质，选项错误；
D.太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，属于节能环保的绿色产品，选项正确；
答案选D。
5.【答案】
【解析】A.晶体硅太阳能电池具有效率高、寿命长、性能可靠的优点，晶体硅可用于光伏发电，故A正确；
B.富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质，故B错误；
C.新型陶瓷碳化硅可作耐高温结构材料，且有高的抗弯强度，优良的抗氧化性，故C正确；
D.光纤的主要成分是，还有少量的与，故D正确；
故选B。
6.【答案】
【解析】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于无机非金属材料，故A不符合；
B.晶体硅芯片成分为硅单质，属于无机非金属材料，故B不符合；
C.新型铝锂合金机翼属于合金，为金属材料，不属于无机非金属材料，故C符合；
D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，故D不符合；
故选C。
7.【答案】
【解析】根据元素的非金属性强于元素，故氮化硅中元素显价，元素显价，则其化学式为，氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料， A正确；碳化硅是共价晶体，其硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，B正确；光导纤维的主要成分为，是一种新型无机非金属材料， C正确；硅酸盐中硅、氧原子之间以共价键结合而不是以离子键结合，D错误。
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
【解析】A.属于碳单质，属于新型无机非金属材料，故A正确；
B.有新物质生成是化学变化，和金刚石属于不同物质，所以在一定条件下转化为金刚石是化学变化，故B错误；
C.与碳纳米管均是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C正确；
D.相对分子质量是，故C的摩尔质量为，故D正确；
故选：。
11.【答案】
；高温下，遇发生爆炸
【解析】
玻璃中含有二氧化硅，能够与氢氧化钠溶液反应生成具有黏性的硅酸钠溶液，将玻璃瓶与磨口玻璃塞粘到一起，化学方程式：。
二氧化硅与焦炭高温反应生成硅与一氧化碳，方程式：。
遇水剧烈反应生成、和氢气，化学方程式为：；还原过程中若混入，高温下，可能引起爆炸。。
12.【答案】盐酸
饱和 溶液；吸收气体
溶液； 或
；；
【解析】
要确认 、 、 的酸性强弱，设计的实验流程为，
由于盐酸易挥发，会干扰与溶液的反应，所以在通入硅酸钠溶液前，应除去中混有的气体。
锥形瓶中装某可溶性正盐通常为溶液，分液漏斗所盛试剂应为盐酸。答案为：盐酸；
装置所盛的试剂为饱和溶液，其作用是除去中混有的气体。答案为：饱和 溶液；吸收 气体；
装置中发生反应或
。装置所盛试剂是 溶液，中反应的离子方程式是或。
由此得到的结论是酸性：。答案为：；；。
13.【答案】
；氢氟酸
防火剂；
；
【解析】陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都含有硅酸盐，属于硅酸盐产品，生石灰是氧化钙的俗名，属于氧化物，不属于硅酸盐，故选D；
二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，化学方程式为：；氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能够腐蚀玻璃，可用来雕刻玻璃；
水玻璃是矿物胶，不燃烧，可以做阻燃剂，用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作防火剂；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与碱反应，氧化铝坩埚的主要成分为氧化铝，氧化铝与碱能够发生反应，可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时的坩埚可选用铁坩埚；
，反应中碳元素化合价升高，二氧化硅中硅元素化合价降低，作氧化剂。
14.【答案】；、、、
、
、
【解析】
将混合粉末溶于过量盐酸中，仅不能和盐酸反应，故沉淀为；滤液中含有、、、，故滤液中的阳离子有、、、；
向滤液中加入过量溶液，可以的到、、，其中只有会继续和反应，故加入过量溶液所得沉淀为、；
混合粉粉末中，、可以和溶液反应，故该过程的离子方程式为： 、。
15.【答案】
16.【答案】；
浓硫酸；水浴加热，使气化与反应
出现灰黑色固体；
【解析】锌和稀硫酸生成氢气，通过装置干燥后进入，中与过量混合进入装置石英管反应制得纯硅；
根据流程可知，焦炭和石英砂高温生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为，碳元素的化合价升高，做还原剂发生氧化反应得到氧化产物；参加反应转移的电子数为，反应中消耗了，，转移电子为，电子数为；
能与强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，装置中试剂为浓硫酸；的沸点较低，中的烧瓶需要加热使滴入烧瓶中的汽化，故装置中水的作用是加热使滴入烧瓶中的汽化，然后进入装置中反应；
与过量混合进入装置石英管反应制得纯硅，根据质量守恒可知，还生成，反应为 ；装置中有硅单质生成，即有灰黑色固体生成；
铁和稀盐酸生成氯化亚铁，亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可确定有亚铁离子，答案为。
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