2022年高考化学二轮复习讲义第9讲 无机非金属材料 （练）原卷版

第9讲无机非金属材料【练基础】1．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是(　　)2．中华优秀传统文化涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是(　　)A．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝质品)谓之为纸”，这里的纸主要成分为纤维素B．中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaO·CuO·4SiO2C．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫D．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”。这里的瓦属于传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐3．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是(　　)选项材料主要成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅4．下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是(　　)A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨5．化学与社会、生活、科技有着密切的联系，下列说法正确的是(　　)A．烧制陶瓷和石油的分馏均不涉及化学变化B．明矾常用于水的净化和消毒杀菌C．利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能 D．航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于新型无机非金属材料6．下列说法不正确的是(　　)A．SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能7．碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是(　　)A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志8．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀9．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．石墨烯是一种新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C．二者和石墨都是碳的同素异形体D．氧化石墨烯具有一定的亲水性10．灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2，为了检验产物中的H2和CO(设气体均被充分吸收)，设计如下实验装置，下列有关说法错误的是(　　)A．为了实验安全，应先点燃①处酒精灯，后点燃④处酒精灯B．②③⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种D．若用碱石灰替换无水硫酸铜，也可以达到检验H2和CO的目的【练提升】11．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下：已知：流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是(　　)A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO2CO2↑＋SiB．SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯C．每生产1mol高纯硅，需要44.8L(标准状况)Cl2D．该工艺Si的产率高，符合绿色化学要求12．由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是(　　)A.①②③均属于氧化还原反应B．氢气和氯化氢均可循环利用C．二氧化硅是一种坚硬难熔的固体D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5g13．实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85 ℃)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是(　　)A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液D．该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔14．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是(　　)A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B．操作A与操作B完全相同C．该流程中硅元素的化合价未发生改变D．反应器中发生的反应为氧化还原反应15．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是________(填标号)。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与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为__________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作______________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________(填标号)。A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚D．铁坩埚(4)工业上常用2C＋SiO2 Si＋2CO↑制备粗硅，该反应物中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。16．为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置。回答下列问题：(1)A装置的作用是_______________________________________。(2)实验后处理尾气的方法为________，发生反应的化学方程式为_______________。(3)若实验时观察到_____________________________________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。17．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：________________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________。(3)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________。(4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：________________________________________________________________________。18．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法：请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)： (1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。(2)写出反应③的化学方程式_________________________________________________。(3)化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373～1623K反应，生成化合物W，其化学方程式是_____________________________________________。(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是____________(填化学式)。(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为____________________________________________。19．高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图：已知：①流化床反应器的主反应：Si＋3HClSiHCl3＋H2；②还原炉的主反应：SiHCl3＋H2Si＋3HCl；③SiHCl3极易水解：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。回答下列问题：(1)石英砂的主要成分为SiO2，SiO2是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是________(填标号)。A．AlB．Al2O3C．CuOD．NaHCO3SiO2还能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为____________。(2)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为____________。若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。(3)整个操作流程都需隔绝空气，原因是_________________________________________________________________________________________________________________(答出两条即可)。(4)流化床反应器中除SiHCl3外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用分馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是________________________________________________________________________。(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是_____________________________________。