专题12：无机非金属材料

试卷更新日期：2020-08-27 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 硅及其化合物应用广泛，下列叙述正确的是（）

A、硅酸钠可用于制备木材防火剂 B、SiO₂既能和氢氧化钠溶液反应，也能和氢氟酸反应，是两性氧化物 C、光导纤维的主要成分是晶体硅 D、将CO₂通入Na₂SiO₃溶液中有胶状沉淀生成，说明碳酸酸性比硅酸弱

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2. ${Ca}_{3} {SiO}_{5}$ 是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法错误的是（）

A、可发生反应： ${Ca}_{3} {SiO}_{5} + 4 {NH}_{4} {Cl}^{\underline{\underline{Δ}}} {CaSiO}_{3} + 2 {CaCl}_{2} + 4 {NH}_{3} ↑ + 2 H_{2} O$ B、具有吸水性，需要密封保存 C、能与 ${SO}_{2}$ ，反应生成新盐 D、与足量盐酸作用，所得固体产物主要为 ${SiO}_{2}$

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3. 下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是（）

A、键能 $C — C>Si — Si$ 、 $C — H>Si — H$ ，因此C₂H₆稳定性大于Si₂H₆ B、立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度 C、SiH₄中Si的化合价为+4，CH₄中C的化合价为-4，因此SiH₄还原性小于CH₄ D、Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成 $p — pπ$ 键

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4. 中国是瓷器的故乡，有“瓷都”之称的江西景德镇出产的青花瓷是瓷器的代表，蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi₂O₆）是瓷器加工中常用的颜料。下列说法正确的是（）

A、瓷器属于新型无机硅酸盐产品 B、硅酸铜钡还可表示为BaO·CuO·2SiO₂ C、石灰石、黏土是生产瓷器的主要原料 D、瓷器具有较高的强度与硬度

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5. 将过量的CO₂通入下列溶液中，一定能产生沉淀的是（）

A、氢氧化钡溶液 B、氯化钙溶液 C、硅酸钠溶液 D、次氯酸钠溶液

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6. 除去氧化铁中的二氧化硅，可采用的试剂是（）

A、盐酸 B、硝酸 C、蒸馏水 D、烧碱溶液

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7. 二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（）

A、Si是非金属元素 B、SiO₂对应的水化物是可溶性弱酸 C、SiO₂与强碱反应生成盐和水 D、SiO₂不能与酸反应

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8. 能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（）

A、二氧化碳溶于水且能反应生成碳酸，二氧化硅不溶于水不能与水反应生成硅酸 B、在高温下，二氧化硅与碳酸钠能发生反应：SiO₂＋Na₂CO₃ $\underline{\underline{高温}}$ Na₂SiO₃＋CO₂↑ C、二氧化硅的熔点比二氧化碳的熔点高 D、二氧化碳通入硅酸钠溶液中，生成白色胶状沉淀

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9. 下列关于材料应用及成分表述错误的是（）
①三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料；②太阳能电池可采用二氧化硅材料制作，其应用有利于环保节能；③人造刚玉熔点很高，可用作高温耐火材料，主要成分是SiO₂；④化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行合成，玛瑙的主要成分是SiO₂

A、①④ B、②③ C、①③ D、②④

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10. 纯二氧化硅可用下列流程制得．下列说法错误的是（）

A、X可用作木材防火剂 B、步骤Ⅱ的反应是Na₂SiO₃+H₂SO₄═H₂SiO₃（胶体）+ Na₂SO₄ C、步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO₂来代替 D、SiO₂既能与盐酸反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO₂是两性氧化物

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二、填空题

11. 现代化城市建设离不开各种材料。

(1)、水泥具有性和强吸水性；水泥砂浆是、和水的混合物，是建筑用黏合剂；混凝土是、和的混合物，用钢筋做结构的混凝土强度很大。

(2)、玻璃生产的主要原料是、和。

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12. 黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源．请回答下列问题：

(1)、黏土主要有效成分的化学式为Al₂Si₂O₅（OH）₄ ，若以氧化物形式表示，应写为．

(2)、在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是（用化学方程式表示）．

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13. 高纯度的单晶硅生产方法主要为：
SiO₂ $\overset{焦炭}{\underset{①}{\to}}$ 粗硅 $\overset{H C l C l_{2}}{\underset{②}{\to}} \overset{S i H C l_{3}}{(沸点 31.5 ℃)} \overset{H_{2} 高温}{\underset{③}{\to}}$ Si（纯） $\overset{气相沉积法}{\underset{④}{\to}} \overset{超纯硅}{(多晶硅)} \overset{⑤}{\to}$ 单晶硅
制得的粗硅中含有的杂质主要为（写化学式）
请分别写出上述流程中①、③的化学方程式：①③ ．

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三、实验探究题

14.

(1)、工业上通常利用SiO₂和碳反应来制取硅，写出反应的化学方程式。工业上还可以利用镁制取硅，反应为2Mg+SiO₂=2MgO+Si，同时会发生副反应：2Mg + Si=Mg₂Si。如图是进行Mg与SiO₂反应的实验装置，试回答下列问题：

(2)、由于O₂和H₂O（g）的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用(填序号)。
a.石灰石

b.锌粒

c.纯碱

(3)、实验开始时，必须先通一段时间X气体，再加热反应物，其理由是；当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，其原因是。

(4)、反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因是副产物Mg₂Si遇盐酸迅速反应生成SiH₄（硅烷）气体，然后SiH₄自燃。用化学方程式表示这两个反应① ， ②。

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15.
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl₃：Si+3HCl $300^{\circ} C$ SiHCl₃+H₂
③SiHCl₃与过量H₂在1100℃反应制得纯硅，已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自燃．
请回答下列问题：

(1)、第①步制备粗硅的化学反应方程式为

(2)、粗硅与HCl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)、
用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D中发生反应的化学方程式为　．
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
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是　　．
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na₂SO₃溶液．

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四、综合题

16. 中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。

(1)、建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和；

(2)、高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是。

(3)、高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为。

(4)、高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶，地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式为。

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17.
如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是有B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物（其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去），请填写空白：

(1)、A、D、E的化学式分别为、、。

(2)、A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？

。

(3)、写出D→C反应的化学方程式：

。

(4)、写出E→D反应的化学方程式：。

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18. A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料一一光导纤维，C 与烧碱反应生成含A 元素的化合物D。

(1)、写出C与氢氟酸发生反应的化学方程式是

(2)、将C与纯碱混合高温熔融时反应生成D，同时还生成氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。
①分别写出生成D和F的化学方程式：、。

②要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是。

a.普通玻璃坩埚

b.石英玻璃坩埚

c.氧化铝坩埚

d.铁坩埚

(3)、碳还原SiO₂制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO₂。现将20.0g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。生成氢气的离子方程式为，硅酸盐的物质的量浓度为mol/L。

(4)、下列叙述正确的有(填序号)。
①Na还原CCl₄的反应、Cl₂与H₂O的反应均是置换反应

②Na₂SiO₃溶液与SO₃的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

③钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶2

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