第五章 第三節(jié) 無機(jī)非金屬材料 測試題 2021-2022學(xué)年下學(xué)期高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

必修第二冊第五章第二節(jié)氮及其化合物測試題榆次一中李金虎一、選擇題（每小題只有一個正確選項(xiàng)，每小題4分，共40分）1．宇航員在升空、返回或遇到緊急情況時，必須穿上10公斤重的航天服，我國宇航員的航天服是由我國科學(xué)家研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料做成的，主要由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。下列相關(guān)敘述錯誤的是() A．它耐高溫、抗氧化 B．它比鋼鐵輕,但質(zhì)地較脆C．它沒有固定熔點(diǎn) D．它是一種新型無機(jī)非金屬材料2．我國科學(xué)家合成的3nm長的管狀碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(只有鋼的\f(1,4)))、熔點(diǎn)高，化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，因此被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法中不正確的是()A．它是制造飛機(jī)的理想材料B．它的主要組成元素是碳元素C．它的結(jié)構(gòu)與石墨相似D．碳纖維復(fù)合材料耐高溫3．據(jù)報道，科學(xué)家通過對稻殼進(jìn)行控制性焚燒熱解，從中提取一種生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是()A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅屬于酸性氧化物B．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸C．因?yàn)楦邷貢r二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)D．水晶是比較純凈的二氧化硅，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽4．我國在航天、軍事、天文等領(lǐng)域的發(fā)展備受世界矚目，它們與化學(xué)有著密切聯(lián)系。下列說法正確的是()A．“中國天眼”的“眼眶”是鋼鐵結(jié)成的圈梁，屬于新型無機(jī)非金屬材料B．“殲－20”飛機(jī)上大量使用的碳纖維是一種新型有機(jī)高分子材料C．“神舟十三號”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料D．“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室的太陽能電池板的主要材料是二氧化硅5．陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯誤的是()A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D．陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)6．單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料。用化學(xué)方法可制得高純度硅,其化學(xué)方程式為①SiO2+2CSi+2CO↑;②Si+3HClSiHCl3+H2;③SiHCl3+H2Si+3HCl。下列有關(guān)上述三個反應(yīng)的敘述,不正確的是() A．①②③為置換反應(yīng)B．①②③均為氧化還原反應(yīng)C．反應(yīng)①③中硅元素均被還原D．由反應(yīng)①可知,非金屬性C>Si7．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A．黏土是制磚瓦和水泥的主要原料B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．沙子的主要成分為硅酸鹽D．泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦8．科學(xué)家最近用金屬鈉還原CCl4和SiCl4制得一種一維SiC納米棒，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Na＋CCl4＋SiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋8NaCl。下列說法不正確的是()A．SiC和SiO2中Si元素的化合價相同B．上述反應(yīng)中SiC既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物C．SiO2制備單質(zhì)Si、單質(zhì)Si制備SiCl4均涉及氧化還原反應(yīng)D．一維SiC納米棒比表面積大，對微小粒子有較強(qiáng)的吸附能力9．由二氧化硅制高純硅的流程如下，下列判斷中錯誤的是()A．①②③反應(yīng)中均為氧化還原反應(yīng)B．H2和HCl均可循環(huán)利用C．SiO2是一種堅(jiān)硬難熔的固體D．SiHCl3摩爾質(zhì)量為135.5g10．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是()A．上圖所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料C．用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．高爐煉鐵時用石灰石將鐵礦石中的脈石轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣二、填空題（本題包括5個小題，共60分）11．(12分)硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽材料的是____________(填字母)。A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________，工藝師常用__________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。(3)工業(yè)上常用反應(yīng)：2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)物中所含元素化合價升高的物質(zhì)是______________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是______________。12．(12分)世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7000多塊鋁板和1200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，原因分別為：___________________________、__________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是______________。制備普通玻璃的主要反應(yīng)方程式為________________________________(任寫一個)。(3)石英玻璃化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、膨脹系數(shù)小，是一種特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是______________(填化學(xué)式)。(4)要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________(填字母)。A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝13．(12分)中國高鐵對實(shí)現(xiàn)“一帶一路”的倡議有重要的作用。(1)建設(shè)高鐵軌道需要大量的水泥,生產(chǎn)水泥的主要原材料是黏土和,還需要加入適量________調(diào)節(jié)水泥硬化速率。

(2)高鐵上的信息傳輸系統(tǒng)使用了光導(dǎo)纖維,其主要成分是________;乘務(wù)員使用的無線通話機(jī)的芯片材料是________。

(3)高鐵上安裝有許多玻璃,氫氟酸可以處理玻璃表面的微裂紋,氫氟酸與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)高鐵上的衛(wèi)生間沒有任何異味,是由于所使用的馬桶、地漏和洗手盆下水口都是納米硅膠的高科技產(chǎn)品。向硅酸鈉溶液中加入稀鹽酸可產(chǎn)生硅酸膠體,該反應(yīng)的離子方程式為________________。

14．(12分)從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：請回答下列問題：(1)流程甲加入鹽酸后生成Al3＋的離子方程式為______________________________________。(2)流程乙加入燒堿后生成SiOeq\o\al(2－,3)的離子方程式為。(3)驗(yàn)證濾液B含F(xiàn)e3＋，可取少量濾液并加入________(填試劑名稱)。(4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是________(填化學(xué)式)，寫出該溶質(zhì)的一種用途：_______________。15．(12分)氮化硅可用作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：_________________________________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_____________________(填序號)。(3)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為____________。(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________。1.答案B解析由題目信息中“連續(xù)纖維增韌”可知,該航天服的韌性很好，質(zhì)地并不是很脆，B錯誤。2.答案C解析石墨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是層狀的，碳納米管是管狀的。3.答案B解析二氧化硅為酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；瑪瑙的主要成分是二氧化硅。4.答案C5.答案A解析“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關(guān)，而氧化鐵顯紅棕色，A項(xiàng)錯誤；秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，B項(xiàng)正確；陶瓷以黏土為原料，經(jīng)高溫?zé)贫?，屬于人造材料，主要成分是硅酸鹽，C項(xiàng)正確；陶瓷主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素化合價處于最高價，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。6.答案D解析反應(yīng)①③中硅元素被還原,反應(yīng)②中硅元素被氧化,C項(xiàng)正確;反應(yīng)①是在高溫下進(jìn)行的反應(yīng),且生成CO氣體,不能說明非金屬性C>Si,D項(xiàng)錯誤。7.答案C解析由題目的“擇取無沙黏土而為之”，說明黏土是制磚瓦和水泥的主要原料，選項(xiàng)A正確；“燃薪舉火”是提供高溫的環(huán)境，使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，選項(xiàng)B正確；沙子的主要成分為二氧化硅，選項(xiàng)C錯誤；黏土中有一定量的Fe元素，泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦(含氧化鐵)，澆水冷卻時C與水反應(yīng)得到CO和H2，將三價鐵還原為二價鐵，形成青瓦，選項(xiàng)D正確。8.答案B解析SiC和SiO2中Si元素的化合價均為＋4價，A項(xiàng)正確；SiC是還原產(chǎn)物，NaCl是氧化產(chǎn)物，B項(xiàng)錯誤；SiO2制備單質(zhì)Si需加入還原劑，單質(zhì)Si制備SiCl4需加入氧化劑，C項(xiàng)正確；一維粒子上下表面均能與其他物質(zhì)接觸，比表面積大，對微小粒子有較強(qiáng)的吸附能力，D項(xiàng)正確。9.答案D解析反應(yīng)①②③中，都有元素化合價的升降，均屬于氧化還原反應(yīng)，A正確；生成的H2和HCl分別在反應(yīng)③②中應(yīng)用，B正確；SiO2的熔、沸點(diǎn)很高，C正確；摩爾質(zhì)量的單位是g·mol－1，D錯誤。10.答案A解析A項(xiàng)，由SiO2制取單晶硅的一系列反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)，錯誤；B項(xiàng)，SiO2可作光導(dǎo)纖維，單晶硅可作半導(dǎo)體材料，正確；C項(xiàng)，鹽酸與SiO2不反應(yīng)，但與CaCO3反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，高爐煉鐵中，存在反應(yīng)：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3，CaSiO3作為爐渣除去，正確。11.答案(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氫氟酸(3)CSiO212.答案(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(2)石灰石SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑(或SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑)(3)SiO2(4)D解析(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑、SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料為石灰石。制備普通玻璃的主要反應(yīng)方程式有SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑或SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑。(4)普通玻璃坩堝中的二氧化硅能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故A錯誤；石英玻璃坩堝中的二氧化硅能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故B錯誤；氧化鋁坩堝中的氧化鋁能夠與熔融的氫氧化鈉反應(yīng)，故C錯誤；鐵與熔融的氫氧化鈉不反應(yīng)，故D正確。13答案:(1)石灰石石膏(2)SiO2Si(3)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(4)SiO32-+2H+H2SiO3(膠體)【解析】(1)生產(chǎn)水泥的主要原料是:石灰石和黏土;生產(chǎn)水泥的主要設(shè)備是:水泥回轉(zhuǎn)窯;(2)光導(dǎo)纖維,其主要成分是SiO2，具有良好的導(dǎo)光性,硅單質(zhì)是半導(dǎo)體材料，常用于計(jì)算機(jī)芯片的材料和太陽能電池，乘務(wù)員使用的無線通話機(jī)的芯片材料是硅;(3)玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅，反應(yīng)方程