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5.3无机非金属材料 课时作业(含答案)

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)。