最新高中化学第三单元化学与材料的发展课题1无机非金属材料同步练习Word格式.docx
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4.美丽的大自然蕴藏着丰富的矿产资源。
钻石是经过琢磨的金刚石，下列说法正确的是（）
A．金刚石比石墨的硬度高
B．金刚石是一种金属单质
C．金刚石是可再生资源
D．在金刚石被琢磨成钻石的过程中，金刚石发生了化学变化
金刚石是碳元素形成的具有立体网状结构的非金属单质，其硬度比石墨高。
金刚石属于不可再生资源，在金刚石被琢磨成钻石的过程中，只有化学键的断裂，没有化学键的生成，不属于化学变化。
本题考查碳的同素异形体-金刚石的结构与性质，熟练掌握化学变化和物理变化是解题的关键。
5.世界著名的科技史学家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：
“至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了”。
下列关于玻璃的叙述中，正确的是（）
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和粘土
D．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D
陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料；
玻璃是混合物，无固定的熔点；
制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英。
本题考查玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握玻璃的生产原料、玻璃的主要成分等是解题的关键。
6.熔融烧碱应选用的器皿是（）
A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚
C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚
石英坩埚、普通玻璃坩埚、陶瓷坩埚中均含有SiO2，能和烧碱发生反应，故应选生铁坩埚。
本题考查常见化学仪器的主要组成成分、二氧化硅的性质，熟练掌握二氧化硅能与强碱溶液反应是解题的关键。
7.我国科学家前不久成功合成3nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。
这种碳纤维具有强度高、刚度（抵抗变形的能力）高、密度小（只有钢的1/4）、熔点高，化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。
下列对碳纤维的说法中不正确的是（）
A．它是制造飞机的理想材料
B．它的主要组成元素是碳元素
C．它的结构与石墨相似
D．碳纤维复合材料不易导电
石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。
本题考查新型无机非金属材料的性能、新信息的吸收利用等，题目难度不大。
8.高温下发生反应SiO2＋3C
SiC＋2CO↑，其中氧化剂与还原剂的质量比为（）
A．1∶3B．5∶3
C．1∶2D．2∶1
在反应中碳既作氧化剂又作还原剂，根据氧化还原反应的规律可知，氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。
本题考查氧化还原反应中氧化剂和还原剂的判断以及质量比的计算，题目难度不大。
9.陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是（）
A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚
C．实验室中的试管D．建筑上烧制的砖瓦
实验室中的试管是由玻璃制成的，不属于陶瓷。
本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，熟练掌握传统无机非金属材料的成分是解题的关键。
10.下列说法中错误的是（）
A．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石
B．生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英
C．某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料
D．生产水玻璃和玻璃的原料中都含有烧碱
途
黏合剂的基本成分是黏料，常见的黏料有热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶以及混合型黏料。
水玻璃是能溶于水的硅酸盐，一般用石英和强碱做原料，例如用石英和氢氧化钠制取硅酸钠水玻璃。
生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土。
本题考查生产普通玻璃、普通水泥、陶瓷等工艺中的原料的关系，题目难度不大。
11.下列说法中，正确的是（）
A．制陶的主要原料是石英砂
B．制作陶器一般分为制泥、成型、干燥、烧成等步骤
C．制陶过程中温度越高越好，这样制得的陶器牢固
D．在氧化气氛中烧制得灰陶，在还原气氛中得红陶
B
制陶的原料是黏土，故A错误。
制陶过程中温度不能太高，太高会使陶器变形，故C错误。
在氧化气氛中，铁元素以Fe2O3的形式存在，得红陶，在还原气氛中，铁元素以FeO的形式存在，得灰陶，故D错误。
本题考查陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途，题目难度不大。
12.根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是（）
①以含硅物质作为原料②主要产物是硅酸盐③反应条件是高温④反应原理是复杂的物理和化学变化
A．①③B．①②③
C．①②③④D．①③④
陶瓷在生产过程中使用含硅酸盐的原料，在高温条件下发生的是复杂的物理（熔化）、化学变化（硅酸盐参与的反应），产品的主要成分是硅酸盐。
本题考查陶瓷生产的主要原料和生产特点，题目难度不大。
13.制取下列物质，无需用到二氧化硅的是（）
A．玻璃B．水泥
C．粗硅D．光导纤维
制造普通玻璃的原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英砂（SiO2）；
制造水泥的原料为石灰石和黏土；
制造粗硅的原料是SiO2；
制造光导纤维的材料是SiO2。
综上所述，不用SiO2为原料的只有水泥。
本题考查二氧化硅的用途、无机非金属材料的原料等，题目难度不大。
14.在下列粒子中，其形状不是正四面体的是（）
A．P4B．[SiO4]4－
C．CH4D．CH3Cl
P4、[SiO4]4－和CH4的形状都是正四面体，CH3Cl的形状不是正四面体。
本题考查常见微粒的空间构型的判断，CH3Cl是四面体但不是正四面体。
15.汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。
20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：
BaCuSi2Ox，Cu为＋2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（）
A．用盐的形式表示：
BaSiO3·
CuSiO3B．用氧化物形式表示：
BaO·
CuO·
2SiO2
C．易溶于强酸、强碱D．性质稳定，不易褪色
“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易褪色，不易与酸、碱反应。
“汉紫”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。
本题考查新信息的吸收利用等，需要从题目叙述中得到有用信息再加以判断分析。
16.在高新技术蓬勃发展的今天，陶瓷材料被称为“支撑未来高新技术的尖端材料”，广泛应用在航空、航天、信息、医疗、交通运输等许多领域，下列说法中正确的是（）
A．新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料
B．新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷
C．制造新型陶瓷制品的原料以天然矿物为主
D．现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异，具有很好的延性和超塑性
新型陶瓷材料的化学组成已经远远超出了硅酸盐的范围，不再是传统的硅酸盐材料，故A是错误的。
制造新型陶瓷制品所用的原料已从天然矿物发展为人工合成的超细、高纯的化工原料，故C错误。
目前，人们成功制造出的许多新型陶瓷材料，虽然性能优异，但仍然属于脆性材料，延性不会很好，故D错误。
本题考查新型无机非金属材料和传统非金属无机材料的功能、原料等，熟练掌握星星无机非金属材料是解题的关键。
17.下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（）
A．半导体材料砷化镓B．吸氢材料镧镍合金
C．透明陶瓷材料硒化锌D．超导材料K3C60
A项中，砷位于ⅤA族，镓位于ⅢA族，全为主族元素；
B项中，镧位于ⅢB族，镍位于Ⅷ族，没有主族元素；
C项中，硒位于ⅥA族，锌位于ⅡB族。
符合题目要求；
D项中，K、C均为主族元素。
本题借用新材料来考查元素是主族元素还是副族元素，即考查对元素的粗浅认识。
18.下列物品或设备：
①水泥路；
②门窗玻璃；
③水晶镜片；
④石英钟表；
⑤玛瑙手镯；
⑥硅太阳能电池；
⑦光导纤维；
⑧计算机芯片。
所用材料含有SiO2的是（）。
A．①②③④⑤⑦B．①②⑦⑧
C．⑥⑧D．全部
硅酸盐工业的产品水泥、玻璃均含有二氧化硅，另外水晶、石英、玛瑙、光导纤维的主要成分都是二氧化硅，计算机芯片的主要成分是单晶硅。
本题考查硅酸盐工业等无机非金属材料的原料与二氧化硅的关系，题目难度不大。
19.磷酸钙陶瓷也是一种新型陶瓷材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的（）。
A．耐高温特性B．电学特性
C．光学特性D．生物功能
某些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水、对人体组织有较好的适应性，即具有生物功能。
本题考查新型无机非金属材料的特殊功能，题目难度不大。
20.有关材料用途的说法中不正确的是（）。
A．氧化铝陶瓷可用作高压钠灯的灯管
B．氮化硅陶瓷可用作陶瓷发动机的材料
C．光导纤维可用作遥测遥控、照明等
D．氧化铝陶瓷可用作半导体材料
氧化铝陶瓷属于高温烧结陶瓷，它具有高熔点、高硬度等特性，可制成透明陶瓷，但不能作半导体材料；
氮化硅陶瓷具有超硬度、耐磨损、抗冷热冲击而不破裂、耐高温、不易传热、抗腐蚀、高温时也抗氧化等特性，可用作陶瓷发动机材料。
光导纤维传导光的能力非常强，可用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
本题考查氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等新型无机非金属材料的知识。
二．非选择题
21.在制玻璃的原料中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃：
a．氧化亚铜（Cu2O）b．氧化钴（Co2O3）
c．氧化铅（PbO）d．硼砂（Na2B4O7·
10H2O）
（1）制造化学仪器的玻璃需加入的物质是______。
d
（2）制造光学仪器的玻璃需加入的物质是______。
c
（3）制造蓝色玻璃需加入的物质是____________。
b
（4）制造红色玻璃需加入的物质是____________。
a
Cu2O为红色，Co2O3为蓝色，铅玻璃中光线折射率大，常制光学仪器，硼砂玻璃耐骤热骤冷，常作化学仪器。
本题考查特殊玻璃的成分，熟练掌握玻璃的类型是解题的关键。
22.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________。
（填序号）
a．制汽轮机b．制有色玻璃
c．制永久性模具d．制造柴油机
acd
（2）写出N的原子结构示意图__________，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式_______________________________________________________。
|Si3N4
（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式___________________________________。
Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑
（4）现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_____________________________________。
3SiCl4＋2N2＋6H2
Si3N4＋12HCl
氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大，熔点高、化学性质稳定等优良性质，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则在第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：
Si3N4，氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。
SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物只能是HCl。
本题考查新型无机非金属材料—氮化硅的组成、性质、原子结构的书写等，题目难度中等，根据氮化硅的有关性质叙述得出结论即可。
23.硅单质及其化合物应用很广。
请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式____________________。
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、
HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式____________________；
H2
还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是____________________。
①SiHCl3＋H2
Si＋3HCl|
②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑|高温下，H2遇O2可能会引起爆炸；
O2可能会氧化SiHCl3
（2）下列有关硅材料的说法正确的是（）。
A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D．光导纤维的主要成分是SiO2
AD
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，
振荡。
写出实验现象并给予解释（用化学方程式说明）________________________________。
生成白色絮状沉淀，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
（4）在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，
这种材料是________（填字母）。
A．高温结构陶瓷B．生物陶瓷C．导电陶瓷
①SiHCl3和H2在高温下反应得到高纯硅的同时，可得到HCl，因此化学方程式为SiHCl3＋H2
Si＋3HCl，②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，不难得出另一种物质为氢气，从而写出反应化学方程式，当混有氧气时，氢气和氧气会发生反应，可能会引起爆炸，另外，氧气也可能会氧化SiHCl3；
（2）A、D比较简单，属于正确的说法，B中，单晶硅性质稳定，能与氢氟酸反应，而不能与盐酸反应，所以这一说法是错误的；
C中要注意玻璃是混合物，不具备固定的熔沸点，所以C错误；
（3）用盐酸制取硅酸，由于硅酸不溶于水，所以可以看到有白色絮状沉淀产生，反应化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓；
（4）因是植入人体内，因此选用生物陶瓷，故选择B。
根据硅及其化合物的无机非金属材料的性质等进行回答问题即可。
24.有A、B、C三种不溶于水的固体。
A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下的氧气密度的1.375倍。
B固体能溶于热苛性钠溶液，再往所得的溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。
此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。
将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
根据以上事实，判断A为________元素的单质，B的化学式为________，C物质为________。
写出生成C的有关反应的化学方程式______________________________________________
______________________________________________________________________________。
碳|SiO2|玻璃|CaCO3＋SiO2
CaSiO3＋CO2，Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2
根据A形成的气体能使澄清的石灰水变浑浊及密度是氧气的1.375倍可以推知A为碳；
B固体能溶于苛性钠，符合要求的是Si、Al和SiO2，又知溶于NaOH的产物不溶于盐酸，可知B为Si或SiO2，根据B与石灰石、纯碱可发生反应，可知B为SiO2，C为玻璃。
根据单质及其化合物的性质进行无机推断，结合玻璃的生产原理进行回答问题即可。
25.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
－
315
熔点/℃
－70.0
－107.2
升华温度/℃
180
300
162
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式____________________________。
MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2）装置A中g管的作用是________；
装置C中的试剂是________；
装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________。
平衡压强|浓硫酸|使SiCl4冷凝
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________（填写元素符号）。
Al、P、Cl
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成
Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？
________（填“是”或“否”），请说明理由______________________。
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×
10－2mol·
L－1KMnO4标准溶液滴定。
达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。
①否|KMnO4溶液自身可作指示剂|②4.480%
（1）A装置是制备Cl2的，注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”。
（2）装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致，便于液体顺利滴下”，简单说就是“平衡压强”。
B是除杂装置，除去Cl2中的HCl气体，C就是干燥装置。
干燥Cl2一般用浓硫酸。
由于反应温度是450～500℃，此时SiCl4是气体，而题目表格中SiCl4通常应是液态的，故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4。
（3）根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在，注意要先答上Cl，容易遗漏。
（4）①由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去，所以不用滴加指示剂。
②根据KMnO4的用量计算出Fe2＋的用量，再算其质量分数，属于典型的常见计算。
本题以单质硅的制取为载体考查化学实验基本操作，题目难度中等。
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