新教材高中化学课时跟踪检测七无机非金属材料 人教版必修第二册 7页

课时跟踪检测（七） 无机非金属材料 学业水平考试达标练 ‎1．化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A.用作涂料 B.化学能转化为电能 C.无机非金属材料 D.有电热转化性能 解析：选B　氧化铁为红色，俗称为铁红，难溶于水，常用作红色油漆和涂料，A正确；钙钛矿太阳能电池是把吸收的光能转化为电能，B错误；SiO2属于无机非金属材料，可以制取超分子纳米管，C正确；石墨烯发热服有电热转化性能，D正确。‎ ‎2．玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是(　　)‎ A．氮　　　　　　　　 B．硫 C．硅 D．氯 解析：选C　玻璃、陶瓷、水泥属于传统的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故选项C正确。‎ ‎3．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　)‎ A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 解析：选B　普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃的大致组成为硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，C正确；二氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，D正确。‎ ‎4．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘(通“黏”)土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是(　　)‎ A．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐 B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 7‎ D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 解析：选A　沙子的主要成分为SiO2，是氧化物，不属于硅酸盐，A项错误；“燃薪举火”是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器，B项正确；烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁，得到红瓦，若浇水则发生氧化还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦，C项正确；制作砖瓦和陶瓷的主要原料是黏土，D项正确。‎ ‎5．具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白，下列对晶体硅的叙述中正确的是(　　)‎ A．晶体硅和金刚石的物理性质相似 B．硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中 C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它提炼工艺复杂，价值昂贵 D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 解析：选A　A项，晶体硅和金刚石的熔点高、硬度大，具有相似的物理性质；B项，在自然界中没有游离态硅存在；C项，晶体硅的价格已不昂贵，已经广泛应用于电子器件及电脑配件；D项，晶体硅属于无机非金属材料。‎ ‎6．人们的生活、生产与化学息息相关，下列说法正确的是(　　)‎ A．复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料 B．中国天眼用到碳化硅、芯片用到高纯硅、石英玻璃用到硅酸盐 C．中国歼－20上用到的氮化镓材料是当作金属合金材料使用的 D．石墨烯弹性气凝胶制成的碳海绵可用作处理原油泄漏的吸油材料 解析：选D　A项，二硫化钼属于无机物，不属于新型有机功能材料，错误；B项，石英玻璃的成分为二氧化硅，是氧化物，不属于硅酸盐，错误；C项，氮化镓是化合物，不是合金，错误；D项，气凝胶制成的轻质“碳海绵”，具有吸附性，则可用作处理海上原油泄漏的吸油材料，正确。‎ ‎7．下列关于某博物院使用材料相关说法正确的是(　　)‎ A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2‎ B．墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品 C．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于硅酸盐制品 D．展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸 解析：选B　钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B项正确；后(司)母戊鼎是青铜器，属于铜合金制品，C项错误；铜绿是碱式碳酸铜，该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解，D项错误。‎ 7‎ ‎8．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性热解，可从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　)‎ A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸 C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强 D．水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐 解析：选B　二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水，A项错误；硅酸的酸性比碳酸弱，B项正确，C项错误；沙子的主要成分是二氧化硅，D项错误。‎ ‎9．《厉害了，我的国》“中国名片”中航天、军事天文等领域的发展受到世界瞩目。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是(　　)‎ A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料 B．“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机非金属材料 C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料 D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 解析：选C　A项，“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于金属材料；B项，增强聚四氟乙烯板属于有机高分子材料；C项，新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求。如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料；D项，硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料，利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换为电能，二氧化硅为光导纤维的成分。‎ ‎10．近年来科研人员合成了光伏电池新型硅材料——Si24。下列相关说法正确的是(　　)‎ A．Si24是一种新型化合物 B．Si24是硅的一种同素异形体 C．Si24易与稀硫酸反应生成氢气 D．硅太阳能电池供电原理与原电池相同 解析：选B　Si24是硅单质的一种同素异形体，属于单质，A项错误，B项正确。同素异形体的物理性质有差异，但化学性质相似，所以Si24不与稀硫酸反应，C项错误。太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能，原电池是通过氧化还原反应将化学能转化为电能，二者原理不同，D项错误。‎ ‎11．高纯度硅是典型的“半导体”材料，在半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。工业上可按如下生产流程制取高纯度硅，下列有关这一工业流程的说法不正确的是(　　)‎ A．步骤①的化学方程式为SiO2＋‎2CSi＋2CO↑‎ 7‎ B．①③是置换反应，②是化合反应 C．任一反应中，每消耗或生成‎28 g硅，均转移4 mol电子 D．在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅 解析：选D　工业制粗硅是二氧化硅与焦炭在高温下反应：SiO2＋‎2CSi＋2CO↑，A项正确；二氧化硅与碳反应生成硅和一氧化碳，四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢：SiCl4＋2H2Si＋4HCl，都是置换反应，硅和氯气反应生成四氯化硅：Si＋2Cl2SiCl4，是化合反应，B项正确；在制备流程中硅元素的价态在0和＋4价转变，所以任一反应中，每消耗或生成‎28 g硅，都转移4 mol电子，C项正确；在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，则石英砂与焦炭反应，氯气与氢气反应，就不再按照题干的流程进行，不会得到高纯硅，D项错误。‎ ‎12．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是(　　)‎ 选项 材料 主要化学成分 A 水晶饰物 二氧化硅 B 半导体材料 硅 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 硅 解析：选D　水晶饰物的主要成分为二氧化硅，A正确；半导体材料可以是硅晶体，B正确；水泥的成分为硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙，普通玻璃的主要成分为二氧化硅、硅酸钙和硅酸钠，C正确；沙子、石英的主要成分为二氧化硅，不是硅，D错误。‎ ‎13．中华传统文化博大精深，其中涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．“滴水石穿、绳锯木断”不包含化学变化 B．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料 C．“落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化 D．中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，其中硅的化合价为＋4价 解析：选A　石头大多为大理石(即碳酸钙)，其能与水、二氧化碳反应生成Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2是可溶性物质，属于化学变化，A错误；制玻璃的原料：石英、石灰石、纯碱等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，因此工业上生产玻璃、水泥、漂白粉均需要用石灰石为原料，B正确；龙虾和螃蟹被煮熟时，它们壳里面的一种蛋白质——甲壳蛋白会受热扭曲分解，释放出一种类似于胡萝卜素的色素物质，有新物质生成，属于化学变化，C正确；根据化合价的代数和为零可知硅的化合价为＋4价，D正确。‎ 7‎ ‎14．下列有关硅酸盐的说法错误的是(　　)‎ A．硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 B．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体 C．硅酸钠溶液长期暴露在空气中会变质，这是因为硅酸钠溶液主要发生了氧化还原反应 D．传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击 解析：选C　硅酸钠溶液长期暴露在空气中会变质，这是因为空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了复分解反应。‎ ‎15．SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是(　　)‎ A．图中所有反应都不属于氧化还原反应 B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制作光导纤维 C．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高 解析：选C　图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应，SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应，A错误；光导纤维的主要成分是SiO2而不是硅酸盐，B错误；玻璃没有固定的熔点，D错误。‎ ‎16．近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展，下列有关新型无机非金属材料的叙述不正确的是(　　)‎ A．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点 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．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机，其化学式为Si3N4‎ D．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 解析：选D　传统的无机非金属材料，缺点为质地较脆，经不起热冲击，新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，能承受高温，强度较高，具有电学特性、光学特性等，A项正确；碳化硅的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，B项正确；氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机，其化学式为Si3N4，C项正确；光导纤维属于新型无机非金属材料，但合成纤维属于有机高分子材料，D项错误。‎ ‎17．请回答下列问题：‎ 7‎ ‎(1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是________(填化学式)，该物质的类别属于________(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”)，实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放KOH溶液，原因是________________________(用离子方程式表示)。‎ ‎(2)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。‎ ‎①1810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玻璃是常用的硅酸盐材料，生产普通玻璃的主要材料有_______________，其制备过程中涉及的主要化学方程式为_______________________________________________。‎ 解析：(1)石英为二氧化硅，二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水。‎ ‎(2)①石英砂的主要成分是二氧化硅，加热石英砂、木炭和铁时，发生反应：SiO2＋‎2CSi＋2CO↑，所以在加热石英砂、木炭和铁时，可能得到含有硅、碳的铁合金。‎ ‎②制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，在玻璃窑中加强热时主要发生反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。‎ 答案：(1)SiO2　酸性氧化物 SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(2)①含有硅、碳的铁合金 ‎ ‎②纯碱、石英砂、石灰石　 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑‎ ‎18．晶体硅(熔点1 ‎410 ℃‎)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅的过程如下：‎ Ⅰ.高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅；‎ Ⅱ.粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si＋3HCl SiHCl3＋H2)；‎ Ⅲ.SiHCl3与过量的H2在1 100～1 ‎200 ℃‎的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应。‎ ‎(1)第一步用焦炭与石英砂制取粗硅，其反应的化学方程式为___________________________；上述反应中的氧化剂是________，还原剂是____________。‎ ‎(2)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点‎33.0 ℃‎)中含有少量SiCl4(沸点‎57.6 ℃‎)和HCl(沸点－‎84.7 ℃‎)，提纯SiHCl3采用的方法为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：‎ 7‎ ‎①装置B中的试剂是__________，装置C中的烧杯需要加热，目的是________________________________________________________________________。‎ ‎②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________________________________________，装置D中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_________________________________________________________。‎ 解析：(1)焦炭与石英砂制取粗硅：SiO2＋‎2CSi＋2CO↑，SiO2得电子，价态降低，为氧化剂，C失电子，价态升高，为还原剂。‎ ‎(2)SiHCl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大，故可以采用分馏(或蒸馏)的方法。‎ ‎(3)①SiHCl3能与水剧烈反应，应将制得的H2中的水蒸气除去，故装置B中的试剂是浓硫酸；常温下SiHCl3为液体，反应时应使其汽化后再在D处与H2反应，故装置C的烧瓶需加热。②H2和汽化后的SiHCl3在装置D中发生反应：SiHCl3 ＋H2Si＋3HCl，故D中观察到的现象是有固体生成，在此反应温度下，普通玻璃会软化，故不能采用普通玻璃管。③制备流程包含高温下加热氢气，氢气和氧气混合在高温条件下易发生爆炸，因此必须排尽装置内的空气。‎ 答案：(1)SiO2＋‎2CSi＋2CO↑　SiO2　C ‎(2)分馏(或蒸馏) ‎ ‎(3)①浓硫酸　 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化　 ②有固体生成　在此反应温度下，普通玻璃会软化　SiHCl3 ＋H2Si＋3HCl　③排尽装置内的空气 7‎