第三講無機(jī)非金屬材料知識點(diǎn)1硅酸鹽材料1.硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)（1）硅酸鹽的組成硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。它們種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成，如硅酸鈣（CaSiO3）可表示為CaO·SiO2。硅酸鹽大多不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。特別提醒：硅酸鹽的表示方法：復(fù)雜的硅酸鹽可用氧化物質(zhì)的形式來表示。例：長石（KAlSi3O8）可表示為K2O·Al2O3·6SiO2(1)用氧化物的形式表示的硅酸鹽只是表示方式不同，不可認(rèn)為硅酸鹽是由氧化物形成的混合物。(2)書寫方法:找出組成元素→寫成氧化物形式→注意原子守恒→檢查有無遺漏→氧化物之間以“·”隔開。(3)書寫順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→SiO2→H2O。（2）硅酸鹽的結(jié)構(gòu)在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，其結(jié)構(gòu)如圖所示。每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O，Si在四面體的中心，O在四面體的4個(gè)頂角;許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接，每個(gè)O為兩個(gè)四面體所共有，與2個(gè)Si相結(jié)合。硅氧四面體結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)。2.傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽材料，在日常生活中隨處可見，如陶瓷、玻璃和水泥等。（1）陶瓷原料及制作使用歷史應(yīng)用以黏土（主要成分為含水的鋁硅酸鹽）為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成我們的祖先能燒制陶器，至唐宋時(shí)期，我國的陶瓷制品已經(jīng)享譽(yù)海內(nèi)外生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等（2）玻璃原料及制作應(yīng)用以純堿、石灰石和石英砂（主要成分為SiO2）為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化制得生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強(qiáng)度復(fù)合材料等（3）水泥原料及制作應(yīng)用以黏土和石灰石為主要原料，二者與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥硬化速率，再磨成細(xì)粉得到普通的硅酸鹽水泥水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程特別提醒：硅酸鹽產(chǎn)品中，水泥與陶瓷的共同原料是黏土，水泥與玻璃的共同原料是石灰石。知識點(diǎn)2硅1.硅單質(zhì)的存在形式與結(jié)構(gòu)單質(zhì)硅可分為晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)如圖所示，為具有正四面體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，與金剛石結(jié)構(gòu)相似。2.硅的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：晶體硅是一種帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高（1410℃）、硬度大、有脆性。晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。（2）化學(xué)性質(zhì)：硅原子最外層有4個(gè)電子，得失電子都較難，化學(xué)性質(zhì)不活潑。①常溫下，除與F2、HF和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)外，硅不與其他物質(zhì)（如強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑）反應(yīng)。Si+2F2SiF4Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑特別提醒：Si是能與NaOH溶液反應(yīng)放出H2的非金屬單質(zhì)，Al是能與NaOH溶液反應(yīng)放出H2的金屬單質(zhì)，推斷題中常以此作為突破口。②加熱時(shí)，硅能與O2、Cl2、C等發(fā)生化合反應(yīng)。Si+O2△SiO2Si+2Cl2△SiCl43.硅單質(zhì)的制備硅單質(zhì)是由其氧化物制得的，分為兩個(gè)階段∶（1）粗硅的制備：SiO2+2C1800~2000℃Si（粗）+2CO↑（2）粗硅的提純∶Si（粗）＋3HCl300℃SiHCl3+H2;SiHCl3+H21100℃Si（純）＋3HCl。4.硅的用途（1）高純硅可以用來作半導(dǎo)體材料，超高純度的硅芯片廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)中。（2）單質(zhì)硅用于制造晶體管、集成電路、硅整流器和光電池等。知識點(diǎn)3二氧化硅（1）二氧化硅的存在形式二氧化硅的俗名為硅石，天然二氧化硅分為結(jié)晶形和無定形兩種。（2）二氧化硅的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)①結(jié)構(gòu)：二氧化硅晶體的基本結(jié)構(gòu)是以硅原子為中心，氧原子在四面體的4個(gè)頂角上，而這些四面體又通過頂角的氧原子相連接。即每個(gè)硅原子與周圍的4個(gè)氧原子結(jié)合，每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子結(jié)合，實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1∶2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。特別提醒：SiO2是二氧化硅的化學(xué)式（表示組成），不是分子式。二氧化硅沒有分子式。②物理性質(zhì)：純凈的二氧化硅是無色透明的，其熔沸點(diǎn)高、硬度大、不溶于水、也不導(dǎo)電。（3）二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)①穩(wěn)定性：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在通常情況下，不與水、酸（氫氟酸除外）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②酸性氧化物的通性∶a.與堿反應(yīng)生成鹽和水∶SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O;b.與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽：SiO2+CaO高溫CaSiO3。③弱氧化性（與碳反應(yīng)）：SiO2+2C高溫Si+2CO↑。④與某些鹽反應(yīng)∶SiO2+Na2CO3高溫Na2SiO3+CO2↑;SiO2+CaCO3高溫CaSiO3+CO2↑。⑤特性（與氫氟酸反應(yīng)）：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。特別提醒：①石英坩堝和陶瓷坩堝的主要成分是SiO2不能用它們來加熱熔融氫氧化鈉固體。②SiO2是唯一一種既能與酸（氫氟酸）反應(yīng)、又能與堿（NaOH等）反應(yīng)的酸性氧化物，SiO2不屬于兩性氧化物。③SiO2與碳酸鹽在高溫下的反應(yīng)遵循高沸點(diǎn)物質(zhì)制取低沸點(diǎn)物質(zhì)的原理，再加上CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系，從而使反應(yīng)向右進(jìn)行到底。（4）二氧化硅的用途①以SiO2為主要成分的沙子是基本的建筑材料;②純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)和光纖制品的基本原料;③石英和瑪瑙可制作飾物和工藝品;④水晶可用來制造電子工業(yè)中的重要部件。知識點(diǎn)4新型陶瓷碳納米材料1.新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能，進(jìn)一步拓展了陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。碳化硅（SiC）俗稱金剛砂，是一種常見的新型陶瓷。SiC中的碳原子和硅原子通過共價(jià)鍵連接，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度很大，可用作砂紙和砂輪的磨料。碳化硅還具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，使用溫度可達(dá)1600℃，大大超過了普通金屬材料所能承受的溫度，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等。特別提醒：新型陶瓷新型陶瓷有高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等。①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成，具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)良性能。②壓電陶瓷主要有鈦酸鹽和鋯酸鹽等，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化。③透明陶瓷具有優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好，可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等。④超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零，具有超導(dǎo)性。2.碳納米材料碳納米材料是一類新型無機(jī)非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。（1）富勒烯是由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，其中的C60是富勒烯的代表物。（2）碳納米管可以看成是由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積大，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等。（3）石墨烯是只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其電阻率低、熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度。作為一種具有優(yōu)異性能的新型材料，石墨烯在光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用研究正在不斷深人。重點(diǎn)區(qū)分：重難點(diǎn)1：硅的"反常"性質(zhì)1.硅單質(zhì)的特殊性（1）Si的還原性強(qiáng)于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2+2C高溫Si+2CO↑;（2）非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但Si能與HF反應(yīng)：Si＋4HFSiF4↑+2H2↑;（3）非金屬單質(zhì)與堿溶液反應(yīng)一般既作氧化劑又作還原劑，且無氫氣放出，但硅與堿溶液反應(yīng)只作還原劑，且放出氫氣：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。（4）非金屬單質(zhì)大多為絕緣體，但晶體硅為半導(dǎo)體。2.含硅化合物的特殊性（1）SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水反應(yīng)制備H2SiO3;（2）酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)，但SiO2能與HF反應(yīng)：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O;（3）無機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水;（4）因H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3。但在高溫下SiO2＋Na2CO3高溫Na2SiO3+CO2↑也能發(fā)生，該反應(yīng)之所以能發(fā)生，是因?yàn)榉磻?yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的，在高溫條件下生成的CO2氣體從反應(yīng)體系中逸出，從而使反應(yīng)能夠繼續(xù)進(jìn)行。重難點(diǎn)2二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)CO2SiO2構(gòu)成CO2分子硅原子和氧原子按1∶2的比例組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，無SiO2分子物理性質(zhì)氣體，熔、沸點(diǎn)低，能溶于水(1:1)固體，熔、沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水化學(xué)性質(zhì)與堿溶液2NaOH+CO2(少量)Na2CO3+H2ONaOH+CO2(足量)NaHCO3SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O與水CO2+H2OH2CO不反應(yīng)與碳C+CO2高溫2COSiO2+2C高溫Si+2CO↑與酸不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O與堿性氧化物Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3SiO2＋Na2CO3高溫Na2SiO3+CO2↑與鹽CaCO3＋CO2＋H2OCa(HCO3)2SiO2＋CaCO3高溫CaSiO3+CO2↑用途合成肥料，干冰用于人工降雨制飾品、坩堝、光導(dǎo)纖維

無機(jī)非金屬材料作業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練1．硅酸鹽材料在航天航空、醫(yī)療器械、建筑材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。下列主要成分屬于硅酸鹽材料的是A．陶瓷 B．手機(jī)芯片 C．光導(dǎo)纖維 D．鈦合金【答案】A【詳解】A．陶瓷的主要成分是硅酸鹽，A符合題意；B．手機(jī)芯片主要成分是硅單質(zhì)，B不符合題意；C．光導(dǎo)纖維主要成分為二氧化硅，C不符合題意；D．鈦合金主要成分為金屬材料，D不符合題意；故選A。2．石墨烯是一種由碳原子緊密堆積而成的單層蜂窩狀結(jié)構(gòu)的材料，有良好的導(dǎo)電性。碳納米管是由碳原子構(gòu)成的多層同軸圓管，尺寸為納米量級。下列有關(guān)說法正確的是A．石墨烯是有機(jī)化合物B．石墨烯能導(dǎo)電，是電解質(zhì)C．碳納米管具有丁達(dá)爾效應(yīng)D．石墨烯和碳納米管是同素異形體【答案】D【詳解】A．石墨烯是由石墨剝離出的單層碳原子結(jié)構(gòu)的一種單質(zhì)，不屬于有機(jī)化合物，故A錯(cuò)誤；B．石墨烯是由石墨剝離出的單層碳原子結(jié)構(gòu)的一種單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．碳納米管是一種納米材料，與膠粒直徑吻舍，但其是純凈物，需要分散到分散劑中才能形成膠體，故C錯(cuò)誤；D．石墨烯和碳納米管均是C元素形成的不同的單質(zhì)，互為同素異形體，故D正確；答案選D。3．馬鞍山歷史文化悠久，市博物館館藏文物豐富。下列文物中主要由無機(jī)非金屬材料制成的是A．青銅三足承盤香熏 B．青瓷蓮瓣紋托盞C．三國生活圖漆盤 D．青銅鐃【答案】B【詳解】A．青銅三足承盤香熏主要材料是青銅，屬于合金，故A不選；B．青瓷蓮瓣紋托盞屬于瓷制品，由無機(jī)非金屬材料制成，故B選；C．三國生活圖漆盤屬于金屬制品，故C不選；D．青銅鐃屬于金屬制品，故D不選；答案選B。4．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的敘述正確的是A．陶瓷是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料 B．利用二氧化硅的半導(dǎo)體性能制成光電池C．硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)反應(yīng) D．晶體硅是具有金屬光澤的灰黑色金屬【答案】A【詳解】A．陶瓷的主要原料是黏土，則陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料，A正確；B．硅是半導(dǎo)體材料，二氧化硅常被用來制造光導(dǎo)纖維，B錯(cuò)誤；C．硅與氟化氫反應(yīng)生成四氟化硅，C錯(cuò)誤；D．晶體硅是一種有金屬光澤的灰黑色的固體，是非金屬，D錯(cuò)誤；故選A。5．廣州市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃(20212025年)涉及的下列物質(zhì)中，不屬于新型無機(jī)非金屬材料的是A．用于超高清視頻顯示的低溫多晶硅B．用于新能源汽車的石墨烯電池C．用于高分辨人工視網(wǎng)膜的聚酰亞胺D．用于敏感元器件的氮化鎵半導(dǎo)體A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．低溫多晶硅屬于新型無機(jī)非金屬材料，A不符合；B．石墨烯屬于新型無機(jī)非金屬材料，B不符合；C．聚酰亞胺屬于有機(jī)分子材料，C符合；D．氮化鎵屬于新型無機(jī)非金屬材料，D不符合；故選C。6．由二氧化硅制高純硅的流程如圖，下列判斷中錯(cuò)誤的是A．X為 B．和均可循環(huán)利用【答案】A【分析】SiO2在3273K環(huán)境被焦炭還原得到粗硅和CO，粗硅與HCl在553573K下反應(yīng)得到H2和SiHCl3，SiHCl3在1380K左右時(shí)可被H2還原制得純硅。B．H2和HCl既是反應(yīng)物，又是產(chǎn)物，所以二者在流程中均可循環(huán)利用，故B正確；C．SiO2是共價(jià)晶體，是Si、O原子按一定規(guī)則排列成的具有一定幾何外形的晶體，是一種堅(jiān)硬難熔的固體，故C正確；D．①②③反應(yīng)中均有單質(zhì)參加或生成，也就是均有元素化合價(jià)發(fā)生改變，所以均屬于氧化還原反應(yīng)，故D正確；故選A。7．下列關(guān)于無機(jī)非金屬材料說法正確的是A．硅是生產(chǎn)計(jì)算機(jī)芯片的原料，二氧化硅是制造太陽能電池的原料B．“天和核心艙”電推進(jìn)系統(tǒng)采用的氮化硼陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料C．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽D．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑【答案】B【詳解】A．高純二氧化硅可用來生產(chǎn)光導(dǎo)纖維，高純硅可用于制造太陽能電池和芯片，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氮化硼陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，故B項(xiàng)正確；C．陶瓷、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽，水晶是二氧化硅，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．水玻璃是硅酸鈉的水溶液，屬于混合物，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；故本題選B。8．下列無機(jī)非金屬材料的主要成分是二氧化硅的是A．華為手機(jī)的麒麟芯片 B．通訊使用的光導(dǎo)纖維C．汽車上使用的鋼化玻璃 D．白鶴灘水電站使用的水泥【答案】B【詳解】A．硅為良好的半導(dǎo)體材料，是制造芯片主要原料，二氧化硅不具有此性質(zhì)和用途，故A錯(cuò)誤；B．光導(dǎo)纖維成分為二氧化硅，故B正確；C．鋼化玻璃與普通玻璃的成分相同，鋼化破璃是由普通玻璃經(jīng)過高溫加熱和快速冷卻形成的，成分是硅酸鹽，故C錯(cuò)誤；D．水泥是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，主要成分為硅酸鹽，故D錯(cuò)誤；故選B。【答案】D【分析】SiO2和C在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成Si和CO得到粗硅，粗硅和HCl生成SiHCl3，SiHCl3在高溫下和氫氣反應(yīng)生成高純硅；粗硅與氮?dú)庠诟邷貤l件下反應(yīng)生成氮化硅，氮化硅用HF清洗得到純凈氮化硅。故本題選D。A．氮化硅的化學(xué)式是SiN B．氮化硅屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料【答案】CB．氮化硅是一種性能優(yōu)異的特殊功能材料，屬于新型無機(jī)非金屬材料，故B錯(cuò)誤；C．氮化硅熔點(diǎn)高、硬度大，氮化硅用于制作耐高溫軸承，故C正確；選C。11．高純硅廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域，工業(yè)制備高純硅的原理示意圖如下：下列敘述不正確的是B．反應(yīng)①②③均為氧化還原反應(yīng)C．反應(yīng)①中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1D．、HCl都能在該工業(yè)流程中循環(huán)利用【答案】CB．在反應(yīng)①②③中均有元素化合價(jià)的變化，因此三個(gè)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，B正確；D．在反應(yīng)②中產(chǎn)生H2，可用于反應(yīng)③還原SiHCl3制取Si單質(zhì)，反應(yīng)③產(chǎn)生的HCl可與粗硅反應(yīng)制取SiHCl3，因此流程中HCl和H2可以循環(huán)利用，D正確；

故選C。12．下列敘述Ⅰ和敘述Ⅱ均正確，且有因果關(guān)系的是選項(xiàng)敘述Ⅰ敘述ⅡA石墨能導(dǎo)電且化學(xué)性質(zhì)不活潑陰極電保護(hù)法中可用石墨作輔助陽極B用于制造光導(dǎo)纖維C五氧化二磷可吸水可用作食品干燥劑D斷裂氨分子中的化學(xué)鍵需要吸收熱量工業(yè)上用液氨作制冷劑A．A B．B C．C D．D【答案】A【詳解】A．石墨能導(dǎo)電，作陽極時(shí)，石墨不參與反應(yīng)，所以外加電流法保護(hù)金屬可用石墨作輔助陽極，故A正確；C．P2O5吸水轉(zhuǎn)化為酸，導(dǎo)致食品變質(zhì)，則P2O5不可用作食品干燥劑，故C錯(cuò)誤；D．液氨分子間含氫鍵，沸點(diǎn)高，易液化，汽化時(shí)吸熱使溫度降低，可作制冷劑，故D錯(cuò)誤；答案選A?！敬鸢浮緼B．二氧化硅具有良好的光學(xué)特性，是制造光導(dǎo)纖維主要原料，B正確；故選A。14．工業(yè)制備高純硅時(shí)可將粗硅轉(zhuǎn)化為三氯硅烷，再經(jīng)氫氣還原得到高純硅，其工藝流程如下：下列說法錯(cuò)誤的是A．高純硅是一種重要的無機(jī)非金屬材料B．該制備過程中需要隔絕空氣C．容器①中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，容器②中發(fā)生置換反應(yīng)D．該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用【答案】C【分析】由題給流程可知，粗硅高溫條件下與氯化氫反應(yīng)生成三氯硅烷和氫氣，三氯硅烷高溫下與氫氣反應(yīng)生成高純硅和氯化氫，制備高純硅時(shí)氫氣和氯化氫可以循環(huán)使用，有利于提高原料的利用率?！驹斀狻緼．高純硅可以制作半導(dǎo)體、芯片、太陽能電池等，是一種重要的無機(jī)非金屬材料，故A正確；B．硅、三氯硅烷和氫氣在高溫條件下都能與氧氣反應(yīng)，所以制備過程中需要隔絕空氣，故B正確；C．由分析可知，容器①中發(fā)生的反應(yīng)為粗硅高溫條件下與氯化氫反應(yīng)生成三氯硅烷和氫氣，反應(yīng)中有元素發(fā)生化合價(jià)變化，屬于氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是制備高純硅時(shí)氫氣和氯化氫可以循環(huán)使用，有利于提高原料的利用率，故D正確；故選C。A．硅化物屬于硅酸鹽材料 B．用焦炭還原二氧化硅可制備粗硅【答案】A【詳解】A．硅化物屬于共價(jià)化合物，硅酸鹽是離子化合物，故A錯(cuò)誤；B．用焦炭還原二氧化硅生成粗硅和一氧化碳，可制備粗硅，故B正確；D．鎢()處于過渡元素，具有耐高溫的特性，故D正確；答案選A。A．SiC可用于砂紙和砂輪的磨料，屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料【答案】A【詳解】A．SiC屬于新型無機(jī)非金屬材料，故A錯(cuò)誤；選A。17．制計(jì)算機(jī)芯片的主要材料是硅，下列有關(guān)硅及其化合物的說法正確的是A．制備粗硅不涉及氧化還原反應(yīng)B．高純硅可用于制作光感電池C．二氧化硅能與水反應(yīng)，也能與堿溶液反應(yīng)D．常溫時(shí)硅既能與鹽酸反應(yīng)，也能與燒堿溶液反應(yīng)【答案】BB．硅具有半導(dǎo)體性能，高純硅可用于制作光感電池，例如光伏板，B正確；C．二氧化硅難溶于水，因此二氧化硅不能與水反應(yīng)；但SiO2能與堿NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生Na2SiO3、H2O，C錯(cuò)誤；D．常溫時(shí)硅能與HF發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生SiF4、H2，不能與鹽酸反應(yīng)；Si能與燒堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生Na2SiO3、H2，D錯(cuò)誤；故選B。18．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法中錯(cuò)誤的是A．水玻璃可以作為粘合劑、木材防腐劑B．常溫下，單質(zhì)硅的性質(zhì)穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等很難發(fā)生反應(yīng)【答案】D【詳解】A．水玻璃為硅酸鈉水溶液，具有粘性，不易燃燒，常用作礦物膠、木材防腐劑，故A正確；B．質(zhì)硅的性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下，除與氫氧化鈉溶液、氫氟酸反應(yīng)，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等很難發(fā)生反應(yīng)，故B正確；D．二氧化硅為絕緣體，不導(dǎo)電，具有良好的光學(xué)特性，可以用于制造光導(dǎo)纖維，故D錯(cuò)誤；故選：D。B．整個(gè)流程中與可以循環(huán)利用C．步驟③和④的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)D．步驟②③④中涉及的主要反應(yīng)，只有③④是置換反應(yīng)【答案】BB．流程中，與HCl可以循環(huán)利用，B正確；C．步驟③和④的反應(yīng)條件不同，不是可逆反應(yīng)，C錯(cuò)誤；故答案選B。20．傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽材料，如陶瓷、玻璃和水泥等；隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一系列新型無機(jī)非金屬材料相繼問世，其中有一些是高純度的含硅元素的材料，如單晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光學(xué)和電學(xué)性能，是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)材料；還有一些含有碳、氮等其他元素，在航天、能源和醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是【答案】A【詳解】A．SiO2不溶于水，不能實(shí)現(xiàn)，故A正確；B．SiO2與NaOH反應(yīng)的方程式為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故B錯(cuò)誤；C．H2SiO3可以與NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O，故C錯(cuò)誤；D．Na2SiO3與CO2反應(yīng)的方程式為：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，故D錯(cuò)誤；故選：A。二、填空題21．硅酸鹽具有特殊的性質(zhì)與應(yīng)用，回答下列問題：(1)硅酸鹽材料是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，下列產(chǎn)品屬于硅酸鹽的是(填序號)。①玻璃；②陶瓷；③石英玻璃；④硅芯片；⑤光導(dǎo)纖維；⑥水泥；⑦磚瓦(2)在水泥、玻璃的制備時(shí)，都需要的原料是。(3)磷酸鈣陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，可用于制造人造骨骼，這是利用了這類材料的___________(填字母)。A．耐高溫的特性 B．電學(xué)特性 C．光學(xué)特性 D．生物功能【答案】(1)①②⑥⑦(2)碳酸鈣或CaCO3(3)D【詳解】（1）玻璃、陶瓷、水泥、磚瓦的主要成分是硅酸鹽，石英玻璃、光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，硅芯片的是晶體硅。故答案為：①②⑥⑦；（2）制備玻璃的原料是石灰石、純堿、石英砂，制備水泥的原料是石灰石、黏土和其他輔助原料，所以共同的原料是石灰石，故答案為：碳酸鈣或CaCO3；（3）“人造骨骼”所以是生物功能的特性。故答案為：D；22．硅酸鹽具有特殊的性質(zhì)與應(yīng)用，回答下列問題：(1)硅酸鹽材料是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，下列產(chǎn)品不屬于硅酸鹽的是(填序號)。①玻璃

②石英玻璃

③陶瓷

④硅芯片

⑤磚瓦

⑥水泥

⑦光導(dǎo)纖維(2)制備陶瓷和水泥時(shí)用到的相同原料是。(3)磷酸鈣陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，可用于制造人造骨骼，這是利用了這類材料的___________(填字母)。A．生物功能 B．電學(xué)特性 C．光學(xué)特性 D．耐高溫的特性【答案】(1)②④⑦(2)黏土(3)A(4)2.24(5)CaO·MgO·2SiO2難8【詳解】（1）玻璃、陶瓷、水泥、磚瓦主要成分為硅酸鹽；石英玻璃、光導(dǎo)纖維主要成分為二氧化硅；硅芯片主要成分為硅，則屬于硅酸鹽的是②④⑦，故答案為：②④⑦；（2）備陶瓷的原料是黏土，制備水泥的原料是石灰石、黏土和其他輔助原料，所以共同的原料是黏土，故答案為：黏土；（3）磷酸鈣陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，可用于制造人造骨骼是利用了磷酸鈣陶瓷的生物功能，故選A；（5）輝石屬于硅酸鹽，由原子個(gè)數(shù)比不變可知，氧化物形式可表示為CaO·MgO·2SiO2，斜長石屬于難溶于水的硅酸鹽；橄欖石屬于硅酸鹽，由化合價(jià)代數(shù)和為0可知，硅酸鹽中鐵元素為+2價(jià)，則硅酸鹽溶于鹽酸生成氯化鎂和氯化亞鐵，由氯原子個(gè)數(shù)守恒可知，溶解1mol橄欖石需要消耗8mol氯化氫，故答案為：CaO·MgO·2SiO2；難；8。23．高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：(2)還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：。(4)工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)工業(yè)上可利用水玻璃和鹽酸反應(yīng)制備硅酸凝膠，進(jìn)一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應(yīng)的離子方程式：。(6)關(guān)于硅及其相關(guān)化合物的敘述正確的是。A．自然界中存在天然游離的硅單質(zhì)D．硅元素在金屬與非金屬的分界線處，因此具有弱導(dǎo)電性，一般可用于作為半導(dǎo)體材料F.玻璃、水泥、陶瓷都是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品（6）A．自然界中不存在天然游離的硅單質(zhì)，硅是以二氧化硅和硅酸鹽存在于自然界中，A錯(cuò)誤；D．在周期表中，硅元素在金屬與非金屬的分界線處，因此具有弱導(dǎo)電性，一般可用于作為半導(dǎo)體材料，D正確；F．玻璃、水泥、陶瓷都是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品，F(xiàn)正確。故選CDF。24．硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上，工業(yè)硅應(yīng)用已經(jīng)滲透到我國國防軍工、信息產(chǎn)業(yè)、新能源等相關(guān)行業(yè)中，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。(1)畫出硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖。(2)太陽能電池芯片的主要成分是(填化學(xué)式)，光導(dǎo)纖維的主要成分是(填名稱)。(3)實(shí)驗(yàn)室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶應(yīng)使用橡膠塞，而不用玻璃塞，請用化學(xué)方程式解釋原因。(4)工業(yè)上制取高純硅的其中一種工藝流程示意圖如下：①用石英砂和焦炭在電弧爐中制粗硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②已知SiHCl3(常溫下為液體)能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，生成兩種酸和一種質(zhì)量最輕的氣體單質(zhì)，寫出SiHCl3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(5)某同學(xué)為了驗(yàn)證碳和硅兩種元素非金屬性的相對強(qiáng)弱，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn)。①C中X溶液的名稱是，D中看到的現(xiàn)象為。②該實(shí)驗(yàn)可說明碳、硅的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镃Si(填“>”或“<”)，試從結(jié)構(gòu)角度解釋其原因。【答案】(1)(2)Si二氧化硅(3)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(5)飽和碳酸氫鈉溶液產(chǎn)生白色(膠狀)沉淀>碳和硅位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱【詳解】（1）硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。（2）太陽能電池芯片的主要成分是Si；光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅。（3）SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2是酸性氧化物，保存氫氧化鈉溶液時(shí)若應(yīng)用玻璃塞，則SiO2和NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3、H2O，Na2SiO3具有粘性，會使玻璃塞與試劑瓶粘在一起，因此保存NaOH溶液不能使用玻璃塞，用化學(xué)方程式表示為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。②SiHCl3與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，生成兩種酸和一種質(zhì)量最輕的氣體單質(zhì)SiHCl3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl或SiHCl3+4H2O=H4SiO4↓+H2↑+3HCl。（5）①因?yàn)闈恹}酸具有揮發(fā)性，所以裝置C的作用是將CO2氣體中的雜質(zhì)HCl氣體除去，可以使用的試劑為飽和NaHCO3溶液；C裝置中的試劑X是NaHCO3，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色(膠狀)沉淀，故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；產(chǎn)生白色(膠狀)沉淀；②碳、硅的非金屬性逐漸減弱的原因：由于碳和硅位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子的能力減弱，元素的非金屬性減弱，所以元素的非金屬性：碳>硅，故答案為：>；碳和硅位于同一主族，從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。

提升訓(xùn)練1．化學(xué)與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列有關(guān)敘述正確的是A．小米全自動掃拖一體機(jī)“T7PrO”搭載驍龍八核芯片的主要成分是二氧化硅B．石英具有很高的熔點(diǎn)，可制成坩堝用來加熱熔融燒堿C．我國新一代運(yùn)載火箭長征八號使用的碳化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料D．光導(dǎo)纖維導(dǎo)電能力很強(qiáng)，是一種很好的通信材料【答案】C【詳解】A．芯片的核心材料是單質(zhì)硅（Si），二氧化硅（SiO2）用于光導(dǎo)纖維等，A錯(cuò)誤；B．石英（SiO2）與強(qiáng)堿（如NaOH）在高溫下反應(yīng)生成硅酸鹽，會腐蝕坩堝，B錯(cuò)誤；C．碳化硅（SiC）陶瓷具有高熔點(diǎn)、耐腐蝕等特性，屬于新型無機(jī)非金屬材料，適用于航天領(lǐng)域，C正確；D．光導(dǎo)纖維以SiO2為材料，通過全反射傳輸光信號，不具備導(dǎo)電性，D錯(cuò)誤；故選C。2．廣東省博物館有館藏文物18萬余件。下列文物中，主要由硅酸鹽材料制成的是A．西周獸面紋青銅B．元?？蹈G釉下褐彩鳳鳥紋荷葉蓋罐C．北宋慶歷八年木雕羅漢像D．清藍(lán)綢地廣繡花鳥紋披肩A．A B．B C．C D．D【答案】B【詳解】A．西周獸面紋青銅的材料是合金，A不符合題意；B．元?？蹈G釉下褐彩鳳鳥紋荷葉蓋罐是陶瓷，主要成分是硅酸鹽，B符合題意；C．北宋慶歷八年木雕羅漢像屬于木制品，C不符合題意；D．清藍(lán)綢地廣繡花鳥紋披肩的主要成分為蛋白質(zhì)，不是硅酸鹽，D不符合題意；故選B。3．下列離子方程式書寫正確的是【答案】DC．稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，與S2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S、NO和H2O，而非簡單生成H2S，C錯(cuò)誤；故選D。4．高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場“革命”?？梢园聪铝蟹椒ㄖ苽涓呒兌染Ч瑁阂阎篠iHCl3室溫下為易揮發(fā)、易與水反應(yīng)的無色液體。下列說法不正確的是B．SiO2既能與氫氟酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以它是兩性氧化物C．原料氣HCl和H2應(yīng)充分去除水和氧氣D．過程中涉及的化學(xué)反應(yīng)均為置換反應(yīng)【答案】BB．SiO2能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和水，不是鹽和水，所以它不是兩性氧化物，B錯(cuò)誤；C．SiHCl3室溫下為易揮發(fā)、易與水反應(yīng)的無色液體，原料氣HCl和H2應(yīng)充分去除水和氧氣，C正確；D．過程中涉及的化學(xué)反應(yīng)均為單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)和化合物，均為置換反應(yīng)，D正確；故選B。5．現(xiàn)代社會的發(fā)展與進(jìn)步離不開材料，下列說法不正確的是A．“天問二號”火星車使用熱控保溫材料納米氣凝膠，可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)B．《哪吒》電影中的結(jié)界獸原型是三星堆青銅器，青銅屬于合金材料C．《蛇年春晚》中跳舞的智能機(jī)器人所采用芯片的主要成分是二氧化硅D．碳納米管有優(yōu)良的電學(xué)性能，可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等【答案】C【詳解】A．膠體可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，納米氣凝膠屬于膠體，A正確；B．青銅是銅合金，屬于合金材料，B正確；C．芯片的核心材料是單質(zhì)硅（半導(dǎo)體），二氧化硅用于光纖，C錯(cuò)誤；D．碳納米管導(dǎo)電性強(qiáng)，適用于電池、傳感器等，D正確；故選C。6．在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是【答案】A【詳解】A．工業(yè)制備高純硅的流程為：石英砂(SiO2)與焦炭高溫反應(yīng)生成粗硅，粗硅與HCl在300℃生成SiHCl3，SiHCl3在H2和1000℃下還原為高純硅，各步驟均符合實(shí)際工業(yè)流程，A正確；B．雷雨時(shí)N2與O2放電生成NO，但NO需進(jìn)一步與O2反應(yīng)生成NO2，NO2溶于水才生成HNO3，選項(xiàng)中NO直接與水生成HNO3的步驟錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；C．工業(yè)制備硫酸時(shí)，F(xiàn)eS2燃燒首先生成SO2而非SO3，SO2需催化氧化為SO3后才能被濃硫酸吸收。選項(xiàng)中第一步轉(zhuǎn)化錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；D．CaCl2無法直接與SO2反應(yīng)生成CaSO3，需堿性條件[如Ca(OH)2]能生成亞硫酸鹽。第一步反應(yīng)不成立，D錯(cuò)誤；答案選A。7．中國持續(xù)加大自主研發(fā)計(jì)算機(jī)芯片力度。下列物質(zhì)常用作計(jì)算機(jī)芯片中半導(dǎo)體材料的是A．石墨 B．聚乙烯 C．二氧化硅 D．晶體硅【答案】D【詳解】A．計(jì)算機(jī)芯片的核心材料需具備半導(dǎo)體特性，石墨導(dǎo)電性過強(qiáng)，屬于導(dǎo)體，A不符合題意；B．聚乙烯是絕緣體，B不符合題意；C．二氧化硅也屬絕緣體，常用于制造光導(dǎo)纖維，C不符合題意；D．晶體硅是主要半導(dǎo)體材料，通過摻雜控制導(dǎo)電性，符合芯片需求，D符合題意；故選D。8．藥品的合理保存至關(guān)重要。下列有關(guān)保存試劑的說法，正確的個(gè)數(shù)有①為防止金屬鋰被氧化，可將保存在煤油中②為避免濃硝酸揮發(fā)，應(yīng)用橡膠塞塞緊試劑瓶④為防止液溴揮發(fā)，保存液溴時(shí)，需加少量水液封⑥為避免泄漏，選用棕色細(xì)口玻璃瓶盛裝氫氟酸A．2個(gè) B．0個(gè) C．3個(gè) D．1個(gè)【答案】A【詳解】①鋰密度比煤油小，無法隔絕空氣，應(yīng)保存在石蠟或惰性氣體中，錯(cuò)誤；②濃硝酸會腐蝕橡膠塞，應(yīng)用玻璃塞，錯(cuò)誤；③硅酸鈉溶液需用橡膠塞，錯(cuò)誤；④液溴需水封防揮發(fā)，正確；⑤鐵粉可防止Fe2+氧化，正確；⑥氫氟酸能與玻璃反應(yīng)，應(yīng)存于塑料瓶，錯(cuò)誤，正確個(gè)數(shù)為2個(gè)，故選A。9．下列選項(xiàng)中的物質(zhì)不能按照圖示路徑一步轉(zhuǎn)化的是選項(xiàng)甲乙丙物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖ANaIHIBCDA．A B．B C．C D．D【答案】C答案選C。10．利用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是選項(xiàng)①②③實(shí)驗(yàn)結(jié)論A稀硫酸鐵粉NaOH溶液Fe2+與OH形成白色沉淀B濃硫酸蔗糖溴水濃硫酸具有脫水性、氧化性C稀鹽酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2與可溶性鋇鹽均可生成白色沉淀D濃硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性：硝酸>碳酸>硅酸A．A B．B C．C D．D【答案】B【詳解】A．②中的硫酸亞鐵不能與③中氫氧化鈉溶液混合，故A錯(cuò)誤；B．濃硫酸能使蔗糖變黑，體現(xiàn)濃硫酸的脫水性，③中溴水褪色，證明碳和濃硫酸反應(yīng)有二氧化硫生成，濃硫酸體現(xiàn)強(qiáng)氧化性，故B正確；C．SO2與可溶性鋇鹽BaCl2不反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．硝酸具有揮發(fā)性，②進(jìn)入③中的氣體有硝酸蒸汽和二氧化碳，硝酸蒸汽和二氧化碳都能與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，所以③中生成沉淀不能證明酸性：碳酸>硅酸，故D錯(cuò)誤；選B。11．下列物品或設(shè)備中的主要成分為二氧化硅的是①金剛砂

②人造衛(wèi)星中的太陽能電池

③石英鐘

④水晶、瑪瑙首飾

⑤光導(dǎo)纖維A．③④⑤ B．①②⑤ C．全部 D．①④⑤【答案】A【詳解】金剛砂的化學(xué)成分為碳化硅；太陽能電池的主要材料為單質(zhì)硅；石英鐘的主要成分是二氧化硅；水晶、瑪瑙均為天然石英，主要成分為二氧化硅；光導(dǎo)纖維的主要材料為高純度二氧化硅；綜上，只有③④⑤符合題意，故答案為A。12．嘀嗒嘀嗒，時(shí)間都去哪兒了！計(jì)時(shí)器的發(fā)展史銘刻著化學(xué)的貢獻(xiàn)。下列說法不正確的是A．制作日晷圓盤的石材，屬于無機(jī)非金屬材料B．機(jī)械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發(fā)條，其材質(zhì)屬于合金C．基于石英晶體振蕩特性計(jì)時(shí)的石英表，其中石英的成分為【答案】C【詳解】A．制作日晷圓盤的石材主要為大理石，屬于無機(jī)非金屬材料，A正確；B．由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的混合物稱為合金，機(jī)械表中由鉬鈷鎳鉻等元素組成的發(fā)條，其材質(zhì)屬于合金，B正確；C．基于石英晶體振蕩特性計(jì)時(shí)的石英表，其中石英的成分為SiO2，C錯(cuò)誤；故選C。13．燕趙大地歷史悠久，文化燦爛。對下列河北博物院館藏文物的說法錯(cuò)誤的是A．青銅鋪首主要成分是銅錫合金 B．透雕白玉璧主要成分是硅酸鹽C．石質(zhì)浮雕主要成分是碳酸鈣 D．青花釉里紅瓷蓋罐主要成分是硫酸鈣【答案】D【詳解】A．青銅鋪首是青銅器，青銅的主要成分是銅錫合金，A正確；B．透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸鹽，B正確；C．石質(zhì)浮雕是漢白玉，漢白玉的主要成分是碳酸鈣，C正確；D．青花釉里紅瓷蓋罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸鹽，D錯(cuò)誤；故選D。14．北京冬奧會成功舉辦、神舟十三號順利往返、“天宮課堂”如期開講及“華龍一號”核電海外投產(chǎn)等，均展示了我國科技發(fā)展的巨大成就。下列相關(guān)敘述正確的是A．冬奧會“飛揚(yáng)”火炬所用的燃料為氧化性氣體B．飛船返回艙表層材料中的玻璃纖維屬于天然有機(jī)高分子C．乙酸鈉過飽和溶液析出晶體并放熱的過程僅涉及化學(xué)變化【答案】D【詳解】A．H2作為燃料在反應(yīng)中被氧化，體現(xiàn)出還原性，故A項(xiàng)說法錯(cuò)誤；B．玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，故B項(xiàng)說法錯(cuò)誤；C．乙酸鈉飽和溶液中析出晶體的過程中無新物質(zhì)生成，因此屬于物理變化，故C項(xiàng)說法錯(cuò)誤；綜上所述，敘述正確的是D項(xiàng)。15．實(shí)驗(yàn)室根據(jù)化學(xué)試劑性質(zhì)的不同采用不同的保存方法，下列說法錯(cuò)誤的是A．濃硝酸保存在棕色試劑瓶中B．氫氧化鈉溶液保存在帶磨口玻璃塞的細(xì)口瓶中C．高錳酸鉀和乙醇不能同時(shí)保存在同一藥品柜中D．金屬鈉保存在煤油中【答案】B【詳解】A．濃硝酸見光易分解，少量濃硝酸保存在棕色細(xì)口瓶中，A正確；B．氫氧化鈉能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉使玻璃粘連而打不開，故少量氫氧化鈉溶液保存在帶橡膠塞的粗口試劑瓶中，B錯(cuò)誤；C．乙醇具有揮發(fā)性，且乙醇可以和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以乙醇和高錳酸鉀不能同時(shí)保存在同一個(gè)藥品柜中，C正確；D．金屬鈉的密度比煤油大且不與煤油反應(yīng)，少量金屬鈉保存在煤油中，防止與空氣中的氧氣和水蒸氣等物質(zhì)因接觸而反應(yīng)，D正確；故答案選B。16．下列常見物質(zhì)及用途，錯(cuò)誤的是A．氫氧化鋁可用于治療胃酸過多B．SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維C．Fe2O3是鐵紅，可以用作染料D．鈉起火，可以使用水基滅火器撲滅【答案】D【詳解】A．胃酸中含有HCl，氫氧化鋁可以與HCl反應(yīng)，能用于治療胃酸過多，A正確；B．SiO2具有良好的光學(xué)特性，可用于制造光導(dǎo)纖維，B正確；C．Fe2O3是一種紅色粉末，俗稱鐵紅，常用作紅色染料，C正確；D．鈉能與水反應(yīng)生成易燃性氣體氫氣，不能使用水基滅火器撲滅，D錯(cuò)誤；故選D。17．定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是C．陶瓷燒制的過程為物理變化 D．白瓷的白色是因鐵含量較高【答案】A【詳解】A．陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關(guān)外包裝和器件，A正確；B．陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiO2和MgO，B錯(cuò)誤；C．陶瓷燒制過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，由新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，C錯(cuò)誤；D．由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色，故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因?yàn)殍F含量較低甚至幾乎不含，D錯(cuò)誤；故答案為：A。18．下列說法不正確的是A．晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，常用于制造光導(dǎo)纖維B．高壓鈉燈發(fā)出的黃光透霧能力強(qiáng)、射程遠(yuǎn)，可用于道路照明C．氧化鋁熔點(diǎn)高，常用于制造耐高溫材料D．用石灰石石膏法對燃煤煙氣進(jìn)行脫硫，同時(shí)可得到石膏【答案】A【詳解】A．晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制造晶體管、集成電路等，而二氧化硅常用于制造光導(dǎo)纖維，A錯(cuò)誤；B．鈉的焰色反應(yīng)為黃色，可用作透霧能力強(qiáng)的高壓鈉燈，B正確；C．耐高溫材料應(yīng)具有高熔點(diǎn)的性質(zhì)，氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料，C正確；D．石灰石的主要成分為碳酸鈣，石灰石石膏法脫硫過程中發(fā)生反應(yīng)：CaCO3CaO+CO2↑，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，得到了石膏，D正確；答案選A。19．下列關(guān)于氧化物分類的說法不正確的組合是①金屬氧化物也可以形成酸性氧化物②非金屬氧化物一定是酸性氧化物③SiO2是酸性氧化物，硅酸是它與水反應(yīng)形成的水化物④堿性氧化物一定是金屬氧化物⑤Na2O和Na2O2均能與H2O反應(yīng)生成NaOH，故二者都是堿性氧化物⑥能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物一定是堿性氧化物⑦能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物一定是酸性氧化物A．②③⑤⑥⑦ B．①④ C．②④⑤ D．①②④⑥⑦【答案】A【詳解】①金屬氧化物也可以形成酸性氧化物，如Mn2O7，①正確；②非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO，②錯(cuò)誤；③SiO2是酸性氧化物，但不能與水反應(yīng)，③錯(cuò)誤；④堿性氧化物一定是金屬氧化物，④正確；⑤Na2O和Na2O2均能與H2O反應(yīng)生成NaOH，Na2O2與H2O反應(yīng)除生成NaOH外，還生成O2，不符合堿性氧化物的定義；⑤錯(cuò)誤；⑥能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物不一定是堿性氧化物，如Al2O3是兩性氧化物，⑥錯(cuò)誤；⑦能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物一定是酸性氧化物，如Al2O3是兩性氧化物，⑦錯(cuò)誤；故符合題意的是②③⑤⑥⑦，答案選A。20．近日，清華大學(xué)等重點(diǎn)高校為解決中國“芯”——半導(dǎo)體芯片，成立了“芯片學(xué)院”。某小組擬在實(shí)驗(yàn)室制造硅，其流程如下圖。下列說法中錯(cuò)誤的是A．點(diǎn)燃鎂條引發(fā)反應(yīng)的過程中，涉及兩種晶體類型的變化C．操作2為用去離子水洗滌并烘干【答案】AC．根據(jù)分析，操作2為用去離子水洗滌并烘干，C正確；故選A。21．下列說法中正確的有①碳化硅的硬度高，可用作砂紙和砂輪的磨料②二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒的食品添加劑③液氨汽化時(shí)吸熱，可用作制冷劑④富勒烯、碳納米管、石墨烯等碳納米材料都屬于新型無機(jī)非金屬材料⑤單質(zhì)硫易溶于，實(shí)驗(yàn)室可用清洗沾有硫單質(zhì)的試管⑦二氧化硅與氫氧化鈉溶液、氫氟酸均反應(yīng)，屬兩性氧化物⑧陶瓷、普通玻璃、水泥、金剛砂()都屬于硅酸鹽材料⑩通入紫色石蕊試液，溶液先變紅后褪色A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè)【答案】D【詳解】①碳化硅硬度大，可用作砂紙、砂輪的磨料，故正確；②二氧化硫具有抗氧化性，二氧化硫可用作葡萄酒釀制的食品添加劑，起到殺菌和防止色素被氧化的作用，故正確；③氨氣易液化成液氨，液氨在汽化過程中吸收熱量使溫度降低，可做制冷劑，故正確；④碳納米材料為新型無機(jī)非金屬材料，包含富勒烯、碳納米管、石墨烯等，故正確；⑤硫與二硫化碳都是非極性分子，依據(jù)相似相溶原理，單質(zhì)硫易溶于CS2，則實(shí)驗(yàn)室可用CS2清洗沾有硫單質(zhì)的試管，故正確；⑥pH＜5.6的雨水為酸雨，故錯(cuò)誤；⑦二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，且與其他酸不反應(yīng)，不是兩性氧化物，故錯(cuò)誤；⑧金剛砂()屬于新型無機(jī)非金屬材料，不屬于硅酸鹽，故錯(cuò)誤；⑨因?yàn)榧尤氲氖窍跛徜^，溶液中存在了硝酸根離子，再加入鹽酸時(shí)引入氫離子，就相當(dāng)于存在了硝酸，將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，與鋇離子形成不可溶的硫酸鋇沉淀，也可能含有亞硫酸離子，故錯(cuò)誤；⑩SO2具有漂白性，但不能漂白石蕊溶液，則SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只變紅不褪色，故錯(cuò)誤；綜上，①②③④⑤描述正確。答案選D。22．實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCl3(沸點(diǎn)：31.85℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃H2SO4、冰水B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開活塞KC．為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D．該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于稀氫氧化鈉溶液與氯化銨固體反應(yīng)制備氨【答案】CB．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通入氫氣，目的是排出裝置中的空氣，防止發(fā)生危險(xiǎn)，B錯(cuò)誤；C．硅單質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變紅色，可以鑒定是否含有鐵單質(zhì)，C正確；D．用稀NaOH溶液制備氨，需要加熱，裝置Ⅰ中沒有加熱裝置，因此不能制備氨，D錯(cuò)誤；故選C。23．建盞是久負(fù)盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關(guān)于建盞，下列說法錯(cuò)誤的是A．高溫?zé)Y(jié)過程包含復(fù)雜的化學(xué)變化 B．具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素【答案】C【詳解】A．高溫?zé)Y(jié)過程是許多物理化學(xué)變化的綜合過程，A正確；B．陶瓷成分是硅酸鹽，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)，B正確；C．黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成，不是人工合成的，C錯(cuò)誤；D．陶瓷主要原料是黏土，屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素，D正確；故選C。二、填空題24．化工生產(chǎn)中非金屬元素起著重要作用。請回答下列問題：(1)鹽類物質(zhì)用途廣泛，其中可被用來制作各種模型和醫(yī)療繃帶的是(填“石膏”或“純堿”)。(3)新型無機(jī)非金屬材料應(yīng)用廣泛，硅太陽能電池可用于建造光伏電站，該電池材料的主要成分為(填“Si”或“SiO2”)?！敬鸢浮?1)石膏(2)降低(3)Si【詳解】（1）鹽類物質(zhì)用途廣泛，石膏常用來制作各種模型和醫(yī)療繃帶，故答案為：石膏；（3）新型無機(jī)非金屬材料應(yīng)用廣泛，硅是半導(dǎo)體材料，硅太陽能電池可用于建造光伏電站，該電池材料的主要成分為Si。故答案為：Si。25．硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)硅元素在元素周期表的位置是。(2)沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列說法正確的是(填字母)。A．SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維而不能直接作芯片B．SiO2既能溶于氫氟酸、也能溶于氫氧化鈉，是兩性氧化物

C．普通玻璃是由SiO2、石灰石和純堿制成的，其熔點(diǎn)很高(3)硅單質(zhì)可作為硅半導(dǎo)體材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程如圖：①該生產(chǎn)過程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是。②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和一種氣體單質(zhì)，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可應(yīng)用于原子反應(yīng)堆，一種制備氮化硅的反應(yīng)如下：(5)某同學(xué)設(shè)計(jì)的如圖實(shí)驗(yàn)裝置證明非金屬性：N＞C＞Si。

所用到的試劑：①稀HNO3；②碳酸鈣；③Na2SiO3溶液。你認(rèn)為該同學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f明N、C、Si的非金屬性強(qiáng)弱，若能或者不能，請用必要的文字及化學(xué)方程式說明?！敬鸢浮?1)第三周期第ⅣA族(2)A(3)H2、HClSiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl(4)3(5)硝酸具有揮發(fā)性，所以生成的硅酸可能是硝酸和硅酸鈉反應(yīng)得到的，2HNO3+Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓【分析】(3)石英砂主要成分是SiO2，石英砂與焦炭在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生粗硅Si、CO，粗硅與HCl在573K條件下反應(yīng)產(chǎn)生粗SiHCl3、H2，粗SiHCl3經(jīng)精餾得到純凈SiHCl3，純凈SiHCl3與H2在1357K高溫下發(fā)生還原反應(yīng)得到高純硅。(5)元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性就越強(qiáng)，強(qiáng)酸與弱酸鹽可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制取弱酸，據(jù)此判斷元素的非金屬性強(qiáng)弱。在圖示中是利用酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3來判斷元素的非金屬性N＞C＞Si，但HNO3是揮發(fā)性的酸，在CO2氣體中含有HNO3蒸氣進(jìn)入裝置C中會發(fā)生反應(yīng)2HNO3+Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓，因此不能證明酸性H2CO3＞H2SiO3?！驹斀狻浚?）Si是14號元素，原子核外電子排布是2、8、4，根據(jù)原子核外電子排布與元素位置的關(guān)系可知：硅元素在元素周期表的位置是第三周期第ⅣA族；（2）A．SiO2能夠使光線全反射，因此可用于制造光導(dǎo)纖維，制芯片的原料是晶體硅，而不是二氧化硅，A正確；B．SiO2能溶于氫氧化鈉，反應(yīng)產(chǎn)生Na2SiO3和H2O，雖然也能溶于氫氟酸，但反應(yīng)產(chǎn)生SiF4不是鹽，因此不能說SiO2是兩性氧化物，它屬于酸性氧化物，B錯(cuò)誤；C．普通玻璃是由SiO2、石灰石和純堿制成的，是混合物，屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，而不是化合物，因此沒有固定的熔沸點(diǎn)，只能在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，C錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是A；（3）①石英砂與焦炭在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生粗硅Si、CO，粗硅與HCl在573K條件下反應(yīng)產(chǎn)生粗SiHCl3、H2，粗SiHCl3經(jīng)精餾得到純凈SiHCl3，然后與H2在1357K高溫下發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生高純硅Si、HCl，可見該生產(chǎn)過程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是H2、HCl；②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。這是由于SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和一種氣體單質(zhì)，根據(jù)元素守恒、電子守恒，可知還產(chǎn)生了可燃性氣體H2，SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl；（5）元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性就越強(qiáng)。HNO3能夠與CaCO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O?？勺C明酸性：HNO3＞H2CO3，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2進(jìn)入盛有飽和Na2SiO3溶液的裝置中，會發(fā)生反應(yīng)：CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，若在裝置C中僅發(fā)生該反應(yīng)，可以證明酸性：H2CO3＞H2SiO3，但由于硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)的硝酸蒸氣也會進(jìn)入裝置C中，與其中的Na2SiO3溶液發(fā)生反應(yīng)：2HNO3+Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓，可見：生成的硅酸可能是硝酸和硅酸鈉反應(yīng)得到的，也可能是CO2氣體與硅酸鈉溶液反應(yīng)得到的，因此不能根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)判斷元素的非金屬性：N＞C＞Si。26．高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光