【化学】（新教材）2021-2022学年下学期高一暑假巩固练习3 无机非金属材料 学生版

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    例1．瑞典皇家科学院2009年6日宣布，华人科学家高锟以及两名美国科学家Willard Boyle和George Smith获得2009年诺贝尔物理学奖，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是A．二氧化硅是制备光导纤维的原料，光导纤维遇碱会“短路”B．作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近C．工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅D．晶体硅可用作计算机芯片例2．从物质类别、元素化合价、物质所含元素在周期表中的位置三个角度可以认识物质的性质。下列说法错误的是A．晶体硅是良好的半导体材料B．与同属酸性氧化物，能与水反应：C．具有氧化性，能发生反应：D．溶液能与盐酸反应生成硅酸：  1．2022年冬奥会的火炬外壳是碳纤维与功能性树脂制成的碳纤维复合材料，取代传统的铝合金，火炬采用氢气作燃料，燃烧温度可达800℃，下列说法错误的是A．涂有钠元素的显色剂能使火焰呈黄色B．氢气作为燃料可以实现“碳的零排放”C．碳纤维复合材料与碳纳米材料都属于新型有机非金属材料D．火炬抗摔性能强，质量轻便2．下列属于新型无机非金属材料的是A．光学玻璃 B．水泥C．陶瓷卫生洁具 D．碳纳米管3．钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法正确的是A．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料B．高品质白瓷晶莹剔透，属于纯净物C．陶瓷的主要成分是硅酸盐，生产的主要原料是黏土D．由于陶瓷耐酸碱，因此可以用来熔化氢氧化钠4．下列离子方程式或化学方程式正确的是A．足量SO2通入少量NaClO溶液中：SO2+ClO-+H2O=HSO+HClOB．存放氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞：2OH-+SiO2=H2O+SiOC．铁与硫混合加热：2Fe+3SFe2S3D．铜与稀硝酸反应：Cu+4H++NO=Cu2++NO2↑+2H2O5．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是①CO2→NaHCO3  ②CuSO4→CuCl2  ③SiO2→H2SiO3  ④CuO→Cu(OH)2  ⑤Na2CO3→NaOHA．①② B．③④ C．②④ D．③④⑤6．昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品，其主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列有关说法不正确的是A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于硅酸盐B．昆仑玉是混合物，透闪石中Mg元素与Ca元素的质量比是3∶2C．透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OD．透闪石是一种新型无机非金属材料，易溶于水7．实验室模拟用与过量在1000～1100℃反应制得纯硅，装置如图所示（热源及夹持装置均已略去）。已知能与水剧烈反应，在空气中易自燃。下列说法不正确的是A．该装置最后不需要进行尾气处理B．装置B中的试剂为浓硫酸，主要作用是吸水干燥C．装置D要采用硬质玻璃管的原因是温度高时，普通玻璃管容易软化D．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使汽化8．嫦娥三号是中国嫦娥工程第二阶段的登月探测器，它是中国第一个着陆月球表面的探测器。下列有关说法正确的是A．N2H4常用作火箭推进剂的燃料，其中氢元素的化合价为-1B．探测器中的太阳能电池板由SiO2制成C．探测器中的太阳能电池将电能转化为化学能D．探测器所使用的碳化硅耐高温轴承属于无机非金属材料9．由二氧化硅制高纯硅的流程图如图所示，下列说法错误的是A．只有①②均属于置换反应B．流程中X为CO、H2和HCl均可循环利用C．SiO2是一种坚硬难熔的固体D．高纯硅可用于制作光感电池，光导纤维的主要成分是SiO210．由粗SiO2（含少量Fe2O3、Al2O3杂质）制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法错误的是A．X可用作木材防火剂B．步骤Ⅱ中的主要反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4C．步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO2代替D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行11．无机非金属材料的应用在生产生活中应用广泛，下列说法不正确的是A．山西博物院陈列的元青花瓷的原料有高岭土[]，也可以表示为B．石英砂、纯碱和石灰石可用于制造普通玻璃C．古代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土D．现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为硅12．工业上可用焦炭与石英砂（主要成分是）的混合物在高温条件下与氯气反应生成，如图装置可用于实验室制备。已知的沸点为55℃，且极易与水发生反应。请回答：（1）请补充完整装置A中发生反应的化学方程式：①_______、②。（2）装置C的仪器名称是_______，装置C的作用是_______。（3）装置D中吸收气体一段时间后，吸收液中肯定含有，，，还可能含有其他阴离子。某化学兴趣小组设计实验以检验该吸收液中可能还存在的某些其他阴离子（忽略空气中的影响）。【提出假设】假设1：有；假设2：有；假设3：……【设计方案】取少量吸收液于试管中，滴加稀硫酸至溶液略呈酸性，然后进行如下实验：Ⅰ、向吸收液中滴加淀粉KI溶液，若溶液变为_______，可验证假设1成立。Ⅱ、向吸收液中_______（简述实验操作和实验现象），可验证假设2成立。
   例1．【答案】C【解析】A．二氧化硅是制备光导纤维的原料，二氧化硅能与碱反应，因此光导纤维遇碱会“短路”，A项正确；B．硅是14号元素，13号元素是金属元素Al，硅位于周期表中金属与非金属分界线附近，可以作半导体材料，B项正确；C．工业上，用焦炭在高温下还原二氧化硅得到粗硅，粗硅经过精炼提纯得到高纯度硅，二氧化硅熔点高，热稳定性好，不可利用二氧化硅热分解法冶炼硅，C项错误；D．硅位于周期表中金属与非金属分界线附近，可以作半导体材料，如计算机芯片，D项正确；答案选C。例2．【答案】B【解析】A．硅具有良好的导电性，是良好的半导体材料，故A正确；B．是酸性氧化物，但与水不反应，故B错误；C．反应中，Si元素的化合价降低，被还原的SiO2为氧化剂，体现氧化性，故C正确；D．盐酸的酸性强于硅酸，因此溶液能与盐酸发生反应，故D正确；答案选B。  1．【答案】C【解析】A．钠元素的焰色反应为黄色，涂有钠元素的显色剂能使火焰呈黄色，故A正确；B．氢气燃烧产物是水，可实现“零碳排放”，故B正确；C．碳纤维和碳纳米材料是由碳元素形成的单质，不属于有机材料，故C错误；D．火炬的外壳是碳纤维与高性能树脂制成的复合材料，有很多优良性能，质量轻，抗摔性强，故D正确；故选C。2．【答案】D【解析】A．光学玻璃属于传统无机非金属材料，A错误；B．水泥属于传统无机非金属材料，B错误；C．陶瓷卫生洁具属于传统无机非金属材料，C错误；D．碳纳米管属于新型无机非金属材料，D正确；答案选D。3．【答案】C【解析】A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，选项A错误；B．瓷器是由主要原料黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐，是混合物，选项B错误；C．陶瓷由主要原料黏土烧结而成，主要成分是硅酸盐，选项C正确；D．陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，能与熔化氢氧化钠反应，选项D错误；答案选C。4．【答案】B【解析】A．足量SO2通入少量NaClO溶液中，发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：SO2+ClO-+H2O=SO+Cl-+2H+，A错误；B．存放氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞，因为二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：2OH-+SiO2=H2O+SiO，B正确；C．硫的氧化性弱，铁与硫混合加热生成硫化亚铁，C错误；D．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，D错误；答案选B。5．【答案】B【解析】①CO2与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，一步可以实现；②CuSO4与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和CuCl2，一步可以实现；③SiO2不溶于水，与水也不反应，二氧化硅与氢氧化钠溶液生成硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸，一步不能实现；④CuO不溶于水，与水也不反应；氧化铜与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀，一步不能实现；⑤Na2CO3与氢氧化钡反应可以生成NaOH，一步可以实现；综上③④不可能通过一步反应实现；故选B。6．【答案】D【解析】A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于含钙镁化合物的复杂硅酸盐，A正确；B．根据题干信息，昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，属于混合物，其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2，Mg元素与Ca元素的质量比为24×5∶40×2=3∶2，B正确；C．硅酸盐写成氧化物形式时，金属按照金属活动性顺序排列，接着是二氧化硅和水，则透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，C正确；D．透闪石不是一种新型无机非金属材料，且难溶于水，D错误；答案选D。7．【答案】A【解析】A中制备氢气，B干燥氢气，C中汽化进入D中与氢气反应。A．SiHCl3和氢气反应生成Si和HCl，所以该装置最后需要进行尾气处理，故A错误；B．能与水剧烈反应，B中的试剂为浓硫酸，主要作用是吸水干燥，故B正确；C．SiHCl3和氢气反应需要1000～1100℃的高温，装置D要采用硬质玻璃管的原因是温度高时，普通玻璃管容易软化，故C正确；D．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使汽化进入D中和氢气反应，故D正确；选A。8．【答案】D【解析】A．中氢元素的化合价为，A项错误；B．探测器中的太阳能电池板由高纯硅制成，B项错误；C．探测器中的太阳能电池将光能转化为电能，C项错误；D．探测器所使用的碳化硅耐高温轴承属于无机非金属材料，D项正确；故选D。9．【答案】A【解析】二氧化硅与焦炭在高温下反应产生粗Si、CO，粗硅与HCl在一定温度下反应产生H2、SiHCl3，SiHCl3与H2在高温下反应产生精硅、HCl，从而提纯了硅单质。A．反应①是SiO2与C在高温下反应产生Si、CO，该反应为置换反应；反应②是Si与HCl在553-573K温度下发生反应产生H2、SiHCl3，该反应为置换反应；反应③是SiHCl3与H2在高温下反应产生HCl、Si，该反应为置换反应。故①②③均属于置换反应，A错误；B．流程中X为CO，及反应产生H2具有还原性，可用于粗硅的提纯，反应产生的HCl可作为反应物与粗硅反应加以利用，故这三种物质均可循环利用，B正确；C．SiO2是水晶的主要成分，是Si、O原子按一定规则排成的具有一定几何外形的晶体，是一种坚硬难熔的固体，C正确；D．高纯硅可用于制作光感电池、半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，D正确；故合理选项是A。10．【答案】C【解析】二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠（X），硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸沉淀（Y），硅酸灼烧分解生成二氧化硅。A．硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；B．步骤Ⅱ是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，反应的化学方程式为：Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，故B正确；C．碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，都能够与硅酸盐反应生成硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，故C错误；D．步骤Ⅲ为灼烧固体分解，灼烧固体应在坩埚中进行，故D正确；故选C。11．【答案】D【解析】A．山西博物院陈列的元青花瓷的原料有高岭土[]，根据硅酸盐的氧化物表示形式，高岭土也可以表示为，A正确；B．石英砂即SiO2、纯碱和石灰石可用于制造普通玻璃，涉及的反应为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，B正确；C．陶瓷的主要原料为黏土，古代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土，C正确；D．现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为二氧化硅而不是硅，D错误；故答案为D。12．【答案】（1）  （2）干燥管     防止装置D中的水蒸气进入装置B中导致与水反应（3）蓝色     滴加品红溶液，若溶液褪色，加热后溶液又恢复红色【解析】碳粉和石英砂反应制得Si，干燥的氯气通入A中，氯气与Si反应生成，的沸点为55℃，装置B中冷却可收集，装置C中的无水氯化钙可防止水蒸气进入装置B，与反应，装置D可用于吸收尾气。（1）装置A中碳粉和石英砂发生反应生成Si和CO，反应的化学方程式为；（2）根据仪器的构造可知，装置C中的仪器为干燥管；装置C中的无水氯化钙可防止水蒸气进入装置B与反应，故答案为：干燥管；防止装置D中的水蒸气进入装置B中导致与水反应；（3）Ⅰ、假设1：有，具有氧化性，能将I-氧化成I2，I2遇淀粉变蓝，因此若溶液变蓝，可验证假设1成立，故答案为：蓝色；Ⅱ、假设2：有，与H+反应生成SO2，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，SO2与品红反应生成的无色物质不稳定，加热后恢复红色，因此向吸收液中滴加品红溶液，若溶液褪色，加热后溶液又恢复红色，可验证假设2成立，故答案为：滴加品红溶液，若溶液褪色，加热后溶液又恢复红色。