1、第第 3 节节 无机非金属材料无机非金属材料 1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ） 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A B C D 2工业上利用二氧化硅来制取高纯度的硅（硅含量达 99.9%以上） ，反应过程中不需要用到 的反应物是 ( ) AC BH2 CCO DCl2 3下列关于水泥和普通玻璃工业生产的叙述正确的是( ) 产品都是硅酸盐 反应条件都是高温 都用含有硅的物质作原料 反应原理都是一系列复杂的物理化学变化 A B C D 4下列物品或设备：水泥路桥、门窗玻璃、水晶
2、镜片、石英钟表、玛瑙手镯、 硅太阳能电池、光导纤维、计算机芯片所用材料为 SiO2或要用到 SiO2的是 ( ) A B全部 C D 515gSiO2和足量的碳在高温下发生反应：SiO22CSi2CO。下列叙述中正确的是 （ ） A氧化剂和还原剂的质量之比为 12 BSiO2是还原剂 C反应中有 6g 碳被氧化 D反应中生成了 28gCO 6从古至今化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是（ ） A晶体硅被用于计算机芯片，工业制粗硅的反应原理为：SiO2C 高温 SiCO2 B合金熔点、硬度都低于成分金属 C中国天眼 FAST 用到的碳化硅是一种新型的有机高分子材料 D无色透明的 SiO2是
3、制造光导纤维的重要原料 7下列材料可能是用玻璃钢制作的是( ) 棉纱 玻璃 钢材 滑梯 游乐车 餐桌椅 A B C D 8高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计 算机的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备：SiO2 C 高温 Si(粗) HCl 300 SiHCl3 2 过量H 1000 1100 Si(纯)。下列说法正确的是( ) A反应的化学方程式为 SiO2C 高温 SiCO2 B反应中每生成或消耗 1 mol Si，转移 4 mol 电子 C二氧化硅与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应 D SiHCl3(沸点 31.8 )中含有少量的 SiCl4
4、(沸点 57.6 )， 通过蒸馏(或分馏)可提纯 SiHCl3 9下列物品或设备的成分中含有二氧化硅的是( ) 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙首饰 硅太阳能电池 光导纤维 计算机芯片 A B全部 C D 10在生产和生活中应用的化学知识正确的是( ) A玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品 B晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料 C碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂 D发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔 11(1)材料是人类赖以生存的物质基础，是人类社会进步的里程碑。 下列属于硅酸盐材料的是_(填字母，下同)。 a. 青花瓷 b. 青铜 c. 沥青 为防止钢铁器件腐
5、蚀，下列举措不合理的是_。 a. 表面镀锌 b. 使用不锈钢 c. 表面附着铜片 制造玻璃和水泥的主要原料中，均用到的原料是_。 a. 石灰石 b. 纯碱 c. 黏土 (2)某品牌食品调料标签的一部分如下图。 配料中的大量氨基酸态氮来源于黄豆中的蛋白质发生_反应得到。 小麦粉中的主要营养物质是_。 配料中，属于着色剂的是_；属于甜味剂的是_；属于防腐剂的是_。 (3)绿色发展、低碳发展和循环发展是生态文明建设的基本途径。 从源水处理成自来水，常需加入明矾、活性炭处理以及通氯气处理等，其中通氯气处理的 作用是_。 目前我国空气质量检测体系包括：PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO 六
6、项指标。六项 指标中对雾霾天气的形成有促进作用、雾霾天气又能进一步加剧其积聚颗粒物的是 _； 引起酸雨的气体为 SO2和_； 煤中加入适量的石灰石可以减少燃煤产生的 SO2， 发生反应的化学方程式为_。 用二氧化碳生产化工产品，有利于二氧化碳的大量回收。CO2和 H2在催化剂及高温、高 压条件下可以合成乙醇，该反应的化学方程式为_。 12硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题： (1)硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：_。 (2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸 铜钡(BaCuSi2Ox，铜为2 价)，下列关于硅酸铜钡的
7、说法不正确的是_。 A可用氧化物形式表示为 BaO CuO 2SiO2 B性质稳定，不易脱色 Cx 等于 6 D易溶解于强酸和强碱 (3)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下： 在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行， 写出该反应化学方程式： _。 SiCl4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为 _。 在流化床反应的产物中，除 SiCl4外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有关物 质的沸点数据如下表，分离 SiCl4和其他杂质的方法为_。 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
8、 沸点/ 2355 57.6 31.8 8.2 30.4 84.9 111.9 【参考答案】 1 【答案】C 【详解】硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，故 正确； 水晶主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故错误； 光导纤维的主要成分是二氧化硅，故错误； 陶瓷的主要成分是硅酸盐且陶瓷应用极早，故正确。 综上所述，本题正确答案为 C。 2 【答案】C 【解析】工业上分三步制取纯硅：SiO2 + 2C Si + 2CO Si + 2Cl2SiCl4 SiCl4 + 2H24HCl + Si 故反应过程中并不需要 CO，选 C 3 【答案】D 【详解】水泥和普通玻璃产品都
9、是硅酸盐，正确； 反应条件都是高温，正确； 制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，都用 含有硅的物质作原料，正确； 反应原理都是一系列复杂的物理化学变化，正确； 4 【答案】A 【详解】石英、水晶、玻璃的主要成分是二氧化硅，光导纤维是二氧化硅材料，硅电池、硅 芯片均是硅单质的用途的体现，陶瓷、砖瓦、玻璃、石棉为硅酸盐材料。所用材料为 SiO2 或用到 SiO2的是：；为硅酸盐的是：；故答案选 C。 5 【答案】C 【详解】A由化合价变化分析：SiO2中硅的化合价为+4 价，反应后生成了单质硅，硅的 化合价为 0 价，化合价降低，SiO2是氧化剂，碳的化合价从
10、 0 价升高到了 CO 中的+2 价，C 是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 12，故 A 错误； BSiO2是氧化剂，故 B 错误； C15 g SiO2为 0.25 mol，需消耗碳 6 g，故 C 正确； D15 g SiO2为 0.25 mol，生成 14gCO，故 D 错误； 6 【答案】D 【详解】A. 晶体硅被用于计算机芯片，工业制粗硅生成 CO，反应原理为 SiO2+2C 高温 Si(粗)+2CO，故 A 错误； 高温 高温 B. 合金熔点低于成分金属，硬度高于成分金属，故 B 错误； C. 中国天眼 FAST 用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料，故 C 错误； D.
11、 光导纤维的成分是二氧化硅， 则无色透明的SiO2是制造光导纤维的重要原料， 故D正确； 7 【答案】D 【详解】 棉纱的主要成分是天然纤维， 故选项中有不可选， 选项 A、 B 项被排除。 选项 C、 D 中皆无，无需分析。钢材是铁制品，与玻璃钢无关，选项中有的不可选，选项 C 被排除。 8 【答案】D 【详解】A二氧化硅与 C 在高温条件下反应生成 Si 和 CO，不是二氧化碳，故 A 错误； B反应中每生成 1 mol Si 转移 4 mol 电子，而 SiHCl3中 Si 的化合价是2，所以反应 中每消耗或生成 1 mol Si，转移 2 mol 电子，故 B 错误； C二氧化硅与硅都
12、可以与氢氟酸反应，故 C 错误； DSiHCl3与 SiCl4的沸点相差较大，所以可通过蒸馏除去 SiCl4，故 D 正确。 9 【答案】A 【详解】门窗玻璃中含有 SiO2、Na2SiO3、CaSiO3，符合题意； 水晶镜片主要成分是 SiO2，符合题意； 石英钟表主要成分是 SiO2，符合题意； 玛瑙首饰主要成分是 SiO2，符合题意； 硅太阳能电池主要成分是 Si，不符合题意； 光导纤维主要成分是 SiO2，符合题意； 计算机芯片的主要成分是 Si，不符合题意； 10 【答案】D 【详解】A水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故 A 错误； B二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导
13、纤维的主要原料，故 B 错误； C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故 C 错 误； D碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发 酵剂，故 D 正确； 11 【答案】(1) a c a (2)水解 淀粉 焦糖色 三氯蔗糖 苯甲酸钠 (3)消毒杀菌 PM2.5 NO2 2SO22CaCO3O22CaSO42CO2 2CO2 6H2CH3CH2OH3H2O 【解析】(1) 青花瓷是黏土煅烧而成的，属于硅酸盐产品，故 a 正确；青铜是合金，所以 b 错误；沥青属于有机烃类化合物，故 c 错误。正确答案为 a； a、在钢铁器件表
14、面镀锌， 由于锌比铁活泼，所以锌被腐蚀而保护了钢铁，故 a 合理；b、由于不锈钢不易被腐蚀，故 b 合理；c、在钢铁器件表面附着铜片，由于铁比铜活泼，所以加快了钢铁的腐蚀，故 c 不 合理。正确答案为 c；工业上生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英，生产水泥的原料是 石灰石和黏土，所以二者都用到的原料是石灰石，即正确答案为 a； (2) 蛋白质水解的最终产物是氨基酸，所以配料中的大量氨基酸态氮来源于黄豆中的蛋白 质发生水解反应得到；小麦粉中的主要营养物质淀粉，因淀粉经水解最终产物为葡萄糖； 分析配料中的物质可知，焦糖色是有颜色的物质，属于着色剂；三氯蔗糖具有甜味，所以 属于甜味剂；苯甲酸钠具有防
15、腐性能，所以属于防腐剂； (3) 氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性，可以起到杀菌消毒作用，所以常用于自来 水的消毒杀菌； 这六项指标中对雾霾天气的形成有促进作用、 雾霾天气又能进一步加剧其 积聚颗粒物的是 PM2.5；引起酸雨的气体为 SO2和 NO2；在煤的燃烧时，石灰石分解生成 CaO 和 CO2，CaO 属于碱性氧化物，可与酸性氧化物 SO2反应生成 CaSO3，CaSO3又容易被 氧化为 CaSO4，从而减少燃煤产生的 SO2，发生反应的化学方程式为 2SO22CaCO3O2 2CaSO42CO2；根据题目叙述可知，反应物为 CO2和 H2，生成物为乙醇，所以反 应的化学方程式为 2
16、CO26H2 CH3CH2OH3H2O。 12【答案】 (1)制半导体、 制电路板、 制太阳能电池板、 制硅钢等(回答其中一种即可) (2)D (3)2CSiO2 = 高温 2COSi SiCl43H2O=H2SiO34HCl 蒸馏(精馏) 【详解】(1)硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主 角， 计算机芯片的主要成分为单质硅， 太阳能电池的主要成分是硅单质， 所以硅可制半导体、 制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等， 因此，本题正确答案是：制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等； (2)A. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属
17、氧化物、二 氧化硅、 水， 所以硅酸铜钡用氧化物形式表示： 2 BaO CuO 2SiO， 所以 A 选项是正确的； B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以 B 选项是正确的； C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2 价，钡元 素的化合价为+2 价，则由化学式为 2 BaCuSi Ox，根据化合物中正负化合价的代数和为 0 可 得：( 2) ( 2)( 4) 2( 2)0 x ，计算得出 x=6，所以 C 选项是正确的； D. 26 BaCuSi O是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故 D 错误；因此，本题正确答案是：D
18、； (3)石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应， 2CSiO2= 高温 2COSi； 4 SiCl 水解生成硅酸和氯化氢， 反应的方程式为： SiCl43H2O=H2SiO34HCl， 因此， 本题正确答案是： SiCl43H2O=H2SiO34HCl； 利用沸点的不同提纯 4 SiCl 属于蒸馏， 4 SiCl (沸点 57.6)中含有少量 3 SiHCl (沸点 33) 和 3 FeCl (离子化合物沸点很高)， 22 SiH Cl (沸点 8.2)、 3 SiH Cl (沸点-30.4)、因为沸 点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质，因此，本题正确答案是：精馏(或蒸馏)。