资源简介

第三节　无机非金属材料
1 宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10公斤重的航天服，我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的，主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列关于该材料的叙述错误的是(　　)
A. 它耐高温、抗氧化
B. 它比钢铁轻，但质地较脆
C. 它没有固定熔点
D. 它是新型无机非金属材料
2 “高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是(　　)
A. 九霄环佩木古琴 B. 裴李岗文化骨笛 C. 商朝后期陶埙 D. 曾侯乙青铜编钟
3 《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550 W等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法错误的是(　　)
A. 我国“硅石墨烯锗高速晶体管”技术获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素
B. 我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是SiO2
C. 新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D. 富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
4 单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为
①SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
下列有关上述三个反应的叙述中，不正确的是(　　)
A. ①②③为置换反应 B. ①②③均为氧化还原反应
C. 反应①③中硅元素均被还原 D. 由反应①可知，非金属性：C>Si
5 由粗SiO2(含少量Fe2O3、Al2O3杂质)制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A. X可用作木材防火剂
B. 步骤Ⅱ中的主要反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
C. 若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行
D. 步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2代替
6 二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是(　　)
A. SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物
B. SiO2和Si都是光导纤维的材料
C. 利用SiO2与NaOH溶液反应可制取“水玻璃”
D. 图中所示转化反应都是非氧化还原反应
7 用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如图所示(粗硅中含有少量Fe、Cu的单质及化合物)。下列叙述正确的是(　　)
A. “还原”时，发生反应的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑
B. “高温氮化”合成反应中N2是还原剂
C. “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D. “稀酸Y”选用稀硫酸除去产物中的杂质
8 实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85 ℃)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是(　　)
A. 装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水
B. 实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K
C. 为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液
D. 该实验中制备H2的装置也可用于实验室制SO2
9 (2024张家口期末)工业制备高纯硅时可将粗硅转化为三氯硅烷，再经氢气还原得到高纯硅，其工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 高纯硅是一种重要的无机非金属材料
B. 该制备过程中需要隔绝空气
C. 容器①中发生复分解反应，容器②中发生置换反应
D. 该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
10 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制备高纯硅的流程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A. 步骤①②③中的反应均为氧化还原反应
B. 由步骤②③中的反应可知，通过调控反应温度能改变反应进行的方向
C. 流程中的H2和HCl可循环利用
D. 步骤③中的H2可用焦炭代替
11 某实验小组设计了如图所示装置对焦炭还原SiO2的气体产物进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯，使溶液变浑浊)。
(1) 实验时要长时间通入N2，其目的是_________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 装置B的作用是________________________________________________。
(3) 装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为______
______________________________________________________________________。
(4) 该装置的缺点是_______________________________________________。
12 非金属元素单质及其化合物是无机非金属材料的主要成分，硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
Ⅰ. (1) 计算机芯片和太阳能电池的主要成分是________(填化学式，下同)；光导纤维的主要成分是________；工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，其原理为________________________________(写化学方程式)。
Ⅱ. 高纯度单晶硅的制备方法(SiCl4还原法)：
SiO2Si(粗)SiCl4Si(纯)
某同学从资料中查知：SiCl4的熔点为－70 ℃，沸点为57.6 ℃，在潮湿的空气中与水发生反应而变质。该同学设计了如图装置制取纯硅(装置中的热源及夹持装置均已略去)。
(2) 已知：步骤①生成的另一产物为CO，写出步骤①中发生反应的化学方程式：________________________________。
(3) 装置A中发生反应的离子方程式为________________________________
________________。
(4) 已知：SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成HCl。为防止空气污染，含有SiCl4的尾气可通入盛有________(填试剂名称)溶液的烧杯中。
(5) 同学甲认为用该装置进行实验，可能会导致实验失败，为保证制备纯硅实验的成功，你认为该装置应进行的改进措施是_____________________________。
13 硅单质及其化合物用途广泛，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：
写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式：____________________________
______________________________________________________________________。
(2) 下列有关材料的说法正确的是________(填字母，下同)。
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. 混凝土桥墩中含有SiO2
(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。写出实验现象及化学方程式：_______________________________________
______________________________________________________________________。
(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________。
A. 高温结构陶瓷　B. 生物陶瓷　C. 导电陶瓷
第三节　无机非金属材料
1. B　2. C　3. D　4. D
5. D　Na2SiO3具有阻燃性，可用作木材防火剂，A正确；步骤Ⅱ中，Na2SiO3与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，B正确；灼烧固体一般在坩埚中进行，C正确；Al(OH)3不溶于弱酸，若步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2代替，则Y为H2SiO3和Al(OH)3的混合物，灼烧Y得不到纯净的SiO2，D错误。
6. C　7. C　8. C　9. C　10. D
11. (1) 排尽装置内的空气，避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰
(2) 作安全瓶，防倒吸
(3) 澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si
(4) 缺少尾气处理装置
12. (1) Si　SiO2　4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
(2) 2C＋SiO2Si＋2CO↑　(3) Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑　(4) 氢氧化钠
(5) 在装置A与装置B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或碱石灰的干燥管)
13. (1) SiHCl3＋H2Si＋3HCl　(2) AD　(3) 生成白色絮状沉淀；Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓　(4) B

展开更多......

收起↑