"【高考领航】2022年高考化学总复习4.1硅无机非金属材料练习鲁科版必修1"1．信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列观点或做法错误的是( )A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源B．加大煤炭的开采速度，增加煤炭燃料的供应量，以缓解石油危机C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是二氧化硅D．高温结构陶瓷氮化硅(Si3N4)具有较高的硬度和耐磨性，可用于制造汽车发动机解析：A项中列举的核能、太阳能、氢能都是新型能源；煤炭和石油都是很好的化石燃料，煤炭的开采与缓解石油危机没有必然联系；光缆是良好的通讯材料，其主要成分是二氧化硅；D项的氮化硅陶瓷是一种超硬物质，具有耐磨、耐高温、抗腐蚀能力强等优点，可用来制造汽车发动机、轴承、汽轮机叶片等。答案：B2．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )材料主要化学成分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、石英二氧化硅解析：A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。答案：A3．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①② B．②③C．①④D．③④解析：水晶的主要成分是SiO2而不是硅酸盐。答案：C4．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料7\nC．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D．单晶硅常用于制造光导纤维解析：B项，C60属于分子晶体；C项，纤维素乙酸酯不是天然高分子材料；D项，二氧化硅常用于制造光导纤维。答案：A5．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是( )①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钠 ⑦硝酸钙A．③⑤⑦B．⑤⑦C．③⑤D．⑤解析：只有⑤、⑦不能与二氧化硅反应。答案：B6．下列说法中，正确的是( )A．制取水泥和普通玻璃的原料中都含有石灰石B．普通玻璃是电的绝缘体，具有固定的熔点C．石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗酸碱的腐蚀D．硅酸盐可用氧化物形式表示其组成，这表明硅酸盐是由氧化物组成的解析：普通玻璃是一种混合物，没有固定熔点，B错；石英玻璃的成分是SiO2，可以与强碱反应，C错；硅酸盐用氧化物表示只是一种表示形式，不代表硅酸盐是由氧化物组成的。答案：A7．下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是( )A．SiO2―→SiB．CO2―→CC．SiO2―→H2SiO3D．Si―→Na2SiO3解析：A项，SiO2＋2CSi＋2CO↑；B项，CO2＋2Mg2MgO＋C；C项，SiO2不能与水反应生成H2SiO3，更无法与其他物质反应生成H2SiO3；D项，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。答案：C8．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是( )A．CO2是气体，SiO2是固体B．高温下能发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成7\n解析：酸性强弱与这种酸的氧化物所处的状态和化学活动性无关，所以A、B都不正确；C是它们的物理性质，只有D项强酸制弱酸能够证明。答案：D9．下列离子方程式不正确的是( )A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－===SiO＋H2OB．硅与烧碱反应：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋COD．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO===H2SiO3↓解析：选项C中，当石灰水过量时，NaHCO3中的HCO一定要完全反应转化为CO，CO再结合Ca2＋生成CaCO3沉淀，正确的离子方程式应为HCO＋OH－＋Ca2＋===H2O＋CaCO3↓。答案：C10．下列说法正确的是( )A．单质氧化物酸或碱盐 硅单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系C．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置D．单质硅常用于制造光导纤维解析：SiO2不能直接与H2O反应生成H2SiO3，A、B项均不正确。答案：C11．(1)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类的物质( )A．光导纤维B．有机陶瓷C．人造纤维D．砖瓦(2)下列物质中，属于新型无机非金属材料的是( )A．钢化玻璃B．碳化硼陶瓷C．光导纤维D．硼酸盐玻璃7\n(3)人造骨是一种新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这是利用了这类材料的________特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成新骨，可在骨骼界面产生分解、吸收、析出等反应，实现骨髓的牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中________形成新骨。A．Ca2＋B．Cl－C．Na＋D．PO答案：(1)D (2)BC (3)生物 AD12．用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填入表中相应的空格内(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸 B．NaOH溶液 C．O2 D．H2O E．CO2可供选择的操作：①分液 ②加热 ③高温灼热 ④过滤 ⑤结晶粉末状混合物所加试剂主要操作(1)SiO2(CaCO3)(2)CaCO3(SiO2)(3)NaCl(SiO2)(4)SiO2(Fe2O3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(Na2SO4)解析：(1)因为SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸，其反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，所以该小题的答案为A、④。(2)根据SiO2能溶于NaOH溶液，即SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，而CaCO3不能，所以该小题的答案为B、④。(3)因为NaCl溶于水，而SiO2不溶于水，所以该小题的答案为D、④⑤。(4)因为SiO2不溶于盐酸，而Fe2O3溶于盐酸，即Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所以该小题的答案为A、④。(5)因为H2SiO3易受热分解生成SiO2，即H2SiO3SiO2＋H2O，所以该小题的答案为不加试剂、③。(6)因为SiO2不溶于水，而Na2SO4易溶于水，所以该小题的答案为D、④。答案：(1)A、④ (2)B、④ (3)D、④⑤ (4)A、④(5)不加试剂、③ (6)D、④13．(2022年合肥模拟)已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。7\nⅠ.用如上图所示装置进行Mg和SO2的实验，其中A是制备SO2的发生装置。(1)选择制取SO2的合适试剂________(填序号)。①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液③Na2SO3固体 ④CaSO4固体(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：________________________。装置C中NaOH溶液的作用是_____________________________________________________。(3)请在图中画出制备SO2的发生装置并注明主要仪器的名称，固定仪器省略不画。(4)你认为该装置的不足之处是__________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si ②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应 ③金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐与SiH4 ④Si和SiO2均不与稀H2SO4反应 ⑤SiH4在空气中自燃他们在研究报告中记载着：“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应，再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥，最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右。”(5)该小组“实验室制Si”的化学方程式是______________________________。(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)②③(2)3Mg＋SO22MgO＋MgS(或2Mg＋SO22MgO＋S，Mg＋SMgS) 吸收多余的SO2，防止污染环境(3)如图7\n(4)在A和B之间没有连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置(5)2Mg＋SiO22MgO＋Si(6)金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃。(或用化学方程式表示：2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O)14．(2022年合肥模拟)“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有划时代的意义。请你回答以下问题：(1)无机非金属材料。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”。这种材料可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)①写出步骤a的化学方程式__________________________________________。此反应不能证明C的非金属性比Si强，请你用一个化学方程式来说明C的非金属性比Si强的事实________________________。②步骤b经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是________；(2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素，铁以化学性质活泼用途广泛而著称。其中在工业上常用于印刷铜电路板工业，请写出反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)激光材料。我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)纳米材料。胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系，胶体粒子的直径大约是________，区分胶体和溶液最经典的方法是________________________________________________________________________。(5)高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6－n]m属于无机高分子材料，广泛应用于生活用水和工业污水处理，其中铁元素的化合价为________。解析：(1)利用碳酸的酸性比硅酸的酸性强可判断C的非金属性比Si强。利用两种液体的沸点不同，因此提纯SiHCl3的操作的名称为蒸馏(或分馏)。(2)利用三价铁离子氧化铜来腐蚀铜线路板。(3)氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应。7\n(4)利用丁达尔效应区分溶液和胶体。(5)根据化合价代数和等于零的原则可判断铁元素的化合价为＋3。答案：(1)①SiO2＋2CSi＋2CO↑Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓②蒸馏(或分馏)(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－(4)1～100nm 丁达尔效应 (5)＋37
