2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料練習(xí)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE6第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料課后篇素養(yǎng)形成夯實(shí)基礎(chǔ)輕松達(dá)標(biāo)1.下列物質(zhì)中屬于硅酸鹽材料的是()①水泥②玻璃③陶瓷④水晶A.只有①③ B.②④C.只有②③ D.①②③答案D2.硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角。下列物品用到硅單質(zhì)的是()A.陶瓷餐具 B.石英鐘表C.計(jì)算機(jī)芯片 D.光導(dǎo)纖維答案C解析硅是半導(dǎo)體材料,可用于制造計(jì)算機(jī)芯片;石英鐘表、光導(dǎo)纖維都以SiO2為原料制成。3.下列關(guān)于硅及其化合物的說(shuō)法,不正確的是()A.晶體硅可用作半導(dǎo)體材料B.硅的氧化物都可用作光導(dǎo)纖維的材料C.碳化硅可用作砂紙、砂輪的磨料D.生產(chǎn)玻璃和水泥的原料中都有石灰石答案B解析硅的單質(zhì)有晶體硅和無(wú)定形硅兩種,晶體硅才可用作半導(dǎo)體材料。硅的氧化物中,晶體二氧化硅可用作光導(dǎo)纖維的材料。4.(雙選)宇航員在升空、返回或遇到緊急狀況時(shí),必需穿上10公斤重的艙內(nèi)航天服,該航天服是由我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料做成的,其主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。下列有關(guān)該航空材料的敘述錯(cuò)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(méi)有固定熔點(diǎn)D.它是一種傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料答案BD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,B錯(cuò)誤。該材料的主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成,是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料,D錯(cuò)誤。5.材料與化學(xué)親密相關(guān),表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C一般水泥、一般玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅答案A解析剛玉的主要成分是Al2O3,金剛石的成分是C,A項(xiàng)錯(cuò)誤;大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3,B項(xiàng)正確;一般玻璃是由純堿、石灰石和石英為原料,經(jīng)混合、粉碎,在玻璃熔爐中熔融而得到的硅酸鹽產(chǎn)品,一般水泥是以黏土和石灰石為主要原料,經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒,再加入適量石膏而得到的硅酸鹽產(chǎn)品,C項(xiàng)正確;沙子和石英的主要成分都是SiO2,D項(xiàng)正確。6.下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法正確的是()A.晶體硅具有金屬光澤,可以導(dǎo)電,屬于金屬材料B.常溫下,硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,所以自然界中的硅大部分以游離態(tài)形式存在C.SiO2是一種酸性氧化物,能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入適量的稀鹽酸答案D解析A項(xiàng),晶體硅雖然具有金屬光澤,但它屬于非金屬單質(zhì),其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料。B項(xiàng),雖然常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但在自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅,它主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。C項(xiàng),SiO2不同于其他酸性氧化物,它不溶于水,也不與水反應(yīng)。D項(xiàng),SiO2不溶于稀鹽酸,可用稀鹽酸除去SiO2中混有的CaCO3,化學(xué)方程式為CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O。7.(1)想一想,為什么可將陶瓷、玻璃、水泥歸納在一起,然后從以下所給的4個(gè)詞中選出一個(gè)與它們同類的物質(zhì)()A.光導(dǎo)纖維 B.有機(jī)陶瓷C.人造纖維 D.磚瓦(2)下列物質(zhì)中,屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料的是()A.鋼化玻璃 B.碳化硼陶瓷C.光導(dǎo)纖維 D.硼酸鹽玻璃答案(1)D(2)BC解析(1)傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料主要是指硅酸鹽材料,如玻璃、水泥、陶瓷,磚瓦是陶瓷中的一種,所以選D。(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料的品種較多,如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維等,其中氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等屬于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,所以選B、C。提升實(shí)力跨越等級(jí)1.下面關(guān)于硅的敘述中,正確的是()A.硅的非金屬性比碳的強(qiáng),只有在高溫下才能與氫氣發(fā)生化合反應(yīng)B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在全部的元素中居第一位C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在自然界中可以以游離態(tài)存在D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導(dǎo)體材料答案D解析硅的非金屬性比碳的弱,A項(xiàng)錯(cuò);硅在地殼中的含量在全部的元素中居其次位,排名前四位的元素是O、Si、Al、Fe,所以B項(xiàng)錯(cuò);硅在自然界中是以化合態(tài)存在的,所以C項(xiàng)也錯(cuò)。2.下列敘述正確的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以兩者物理性質(zhì)相像B.因?yàn)镃aCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)C.CO2和SiO2都能與碳反應(yīng),且都作氧化劑D.SiO2晶體熔、沸點(diǎn)高,硬度大,故可用于制作光導(dǎo)纖維答案C解析CO2的熔、沸點(diǎn)低,可溶于水,SiO2的熔、沸點(diǎn)高,硬度大,不溶于水,兩者是酸性氧化物和其物理性質(zhì)沒(méi)有因果關(guān)系,A項(xiàng)錯(cuò);CaCO3和SiO2反應(yīng)是SiO2的特別性質(zhì),不能說(shuō)明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B項(xiàng)錯(cuò);SiO2晶體在光學(xué)方面的特性,確定了其可制作光導(dǎo)纖維,D項(xiàng)錯(cuò)。3.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.CO2與水反應(yīng)生成碳酸,是酸性氧化物;SiO2不能與水反應(yīng)生成硅酸(H2SiO3),不是酸性氧化物B.硅酸鹽材料大多難溶于水C.除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì)應(yīng)選用水D.粗硅制備時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2Si+CO2↑答案B解析A項(xiàng),酸性氧化物是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,雖然SiO2不能與水反應(yīng)生成硅酸,但SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水,所以SiO2是酸性氧化物,錯(cuò)誤;C項(xiàng),二氧化硅和碳酸鈣都不溶于水,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸鈣雜質(zhì),錯(cuò)誤;D項(xiàng),粗硅制備時(shí)的反應(yīng)原理是2C+SiO2Si+2CO↑,需在高溫條件下反應(yīng),且產(chǎn)物中生成的是CO,而不是CO2,錯(cuò)誤。4.下列說(shuō)法中不正確的是()A.一般玻璃質(zhì)地透亮,但屬于混合物B.一般玻璃與鋼化玻璃的化學(xué)成分相同C.氧化鋁陶瓷可用來(lái)制作壓電地震儀D.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料答案C解析一般玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,屬于混合物;鋼化玻璃是把一般玻璃放入電爐里加熱,使它軟化,然后急速冷卻制成的,因此其化學(xué)成分與一般玻璃相同,只是機(jī)械強(qiáng)度是一般玻璃的4~6倍,不易破裂;氧化鋁陶瓷屬于生物陶瓷,主要用于制造人工器官,如假牙、關(guān)節(jié)等,壓電陶瓷用于制作壓電地震儀。5.(2024全國(guó)Ⅰ)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)有著親密的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色,來(lái)自氧化鐵B.著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)答案A解析氧化鐵顯紅棕色,因此瓷器的青色不是來(lái)自氧化鐵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;陶瓷是以黏土(主要成分為含水的鋁硅酸鹽)為主要原料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與酸、堿和氧氣等反應(yīng),B、C、D三項(xiàng)正確。6.下列表述正確的是()①化學(xué)家采納瑪瑙研缽研磨固體物質(zhì),瑪瑙的主要成分是硅酸鹽②三峽大壩運(yùn)用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料③夏天到了,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)愛(ài)護(hù)眼睛④太陽(yáng)能電池可采納硅材料制作,該應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A.①② B.①③ C.②③④ D.②④答案D解析①瑪瑙的主要成分是SiO2,③變色眼鏡中添加的是AgBr。7.氮化硅(Si3N4)是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,屬于新型功能性陶瓷產(chǎn)品,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采納高純硅與純氮在1300℃時(shí)反應(yīng)獲得。(1)氮化硅陶瓷抗腐蝕實(shí)力強(qiáng),除氫氟酸外,它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推想該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式:。

(2)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥諓?ài)護(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅及氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

答案(1)Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑(2)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl貼近生活拓展創(chuàng)新硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)制備硅半導(dǎo)體材料必需先得到高純硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法,生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下:石英砂粗硅SiHCl3(粗)SiHCl3(純)高純硅①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)方程式:。

②H2還原SiHCl3過(guò)程中若混入O2,可能引起的后果是。

(2)下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是(填字母)。

A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用于生產(chǎn)砂紙、砂輪等B.含硅4%的鋼具有很高的導(dǎo)磁性,主要用作變壓器鐵芯C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光導(dǎo)纖維D.一般玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,其熔點(diǎn)很高答案(1)①SiHCl3+H2Si+3HCl②高溫下H2與O2混合發(fā)生爆炸(2)ABC解析(1)①H2還原SiHCl3可制備Si,化學(xué)方程式為SiHCl3+