高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料课后复习题

这是一份高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料课后复习题，共8页。试卷主要包含了下列物质中，不含有硅酸盐的是，下列说法错误的是，下列叙述正确的是，下列物质是纯净物的是，镁橄榄石中阴离子是，不能与SiO2发生反应的物质是，在半导体工业中有这样一句话等内容，欢迎下载使用。

1．下列物质中，不含有硅酸盐的是( )
A．水玻璃 B．硅芯片
C．黏土 D．普通水泥
答案 B
解析 水玻璃是Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸盐，硅芯片的主要成分是硅单质。
2．下列说法错误的是( )
A．二氧化硅是光导纤维的主要原料
B．硅是信息技术的关键材料
C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐
D．水晶镜片所用原料为硅酸盐
答案 D
解析 水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃。
3．下列叙述正确的是( )
A．Na2SiO3是硅酸盐，所以不溶于水
B．电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐
C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂
D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火
答案 C
解析 Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水，Na2SiO3能溶于水；浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用，常作黏合剂。
4．下列物质是纯净物的是( )
A．玻璃 B．水泥 C．纯碱 D．水玻璃
答案 C
解析 玻璃、水泥均是多种硅酸盐的混合物，水玻璃是Na2SiO3的水溶液，也是混合物；纯碱Na2CO3是纯净物。
5．制取下列物质不需要用石灰石作原料的是( )
A．硅酸 B．水泥 C．玻璃 D．生石灰
答案 A
解析 硅酸由可溶性硅酸盐与酸反应制得。
6．镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是( )
A．SiOeq \\al(4－,4) B．SiOeq \\al(4－,6) C．SiOeq \\al(2－,3) D．SiOeq \\al(4－,5)
答案 A
解析 将镁橄榄石写成硅酸盐的形式，其化学式为Mg2SiO4，故阴离子为SiOeq \\al(4－,4)。
7．下列关于SiO2和CO2的说法中不正确的是( )
A．CO2和SiO2都能与碱及碱性氧化物反应
B．CO2和SiO2都能与水反应生成相应的酸
C．CO2和SiO2都能与焦炭反应生成CO
D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
答案 B
解析 CO2能与水反应生成碳酸，但SiO2不能与水反应生成相应的酸，B错误。
8．不能与SiO2发生反应的物质是( )
A．烧碱溶液 B．氧化钙
C．浓硝酸 D．焦炭
答案 C
解析 除HF外SiO2不与其他酸反应。
9．二氧化硅气凝胶是一种世界上最轻的固体，可以经受住1 kg炸药的爆炸威力。下列有关说法正确的是 ( )
A．利用二氧化硅气凝胶能够开发导电材料
B．激光照射二氧化硅气凝胶可产生丁达尔效应
C．计算机芯片的主要成分是二氧化硅
D．二氧化硅气凝胶能溶于水
答案 B
解析 二氧化硅不导电，A错误；二氧化硅气凝胶属于胶体，能产生丁达尔效应，B正确；计算机芯片的主要成分是单晶硅，C错误；二氧化硅不溶于水，D错误。
10．在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)＋2Cl2eq \(=====,\s\up17(△))SiCl4 SiCl4＋2H2eq \(=====,\s\up17(△))Si(纯)＋4HCl。“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为__________________。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为____________________________________。
答案 SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO↑
SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O
B篇·综合提升训练
11．化学在生产生活和科学研究中具有重要的作用。下列说法正确的是( )
①石英的主要成分是二氧化硅
②三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
③太阳能电池的主要成分是硅，太阳能电池在生活中的应用有利于环保、节能
④二氧化硅的熔点高，硬度大，所以可用来制造电子部件和光学器件
⑤水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
A．①②③ B．②④⑤
C．③④⑤ D．①②③④
答案 A
解析 石英的主要成分是二氧化硅；水泥属于传统硅酸盐产品；太阳能电池的主要成分是硅；水晶项链的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；硅是半导体材料，可制造电子部件，二氧化硅光学性能优良，可制光学器件。综上所述，选A。
12．已知滑石粉的化学式为Mg3Si4O10(OH)2，色白、滑爽、柔软、耐火。下列有关说法不正确的是( )
A．滑石粉属于无机硅酸盐类物质
B．滑石粉组成可表示为3MgO·4SiO2·H2O
C．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性
D．滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH溶液发生反应
答案 C
解析 硅酸盐是由硅、氧元素与其他元素组成的一类无机物的总称，故滑石粉属于无机硅酸盐类物质，A正确；可以将硅酸盐改写成氧化物的形式，B正确；爽身粉中添加滑石粉，主要是利用它的滑爽、柔软、干燥的特点，与耐火性无关，C错误；滑石粉中可能含有SiO2，可以与氢氟酸、NaOH溶液发生反应，D正确。
13．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但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
C．易溶解于强酸和强碱
D．x等于6
答案 C
解析 “硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应；硅酸铜钡中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6。因此，A、B、D均正确。
14．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现
答案 D
解析 SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成。
15．下表各组物质中，满足如图所示一步转化关系的选项是( )
答案 A
解析 C不完全燃烧得到CO，CO继续燃烧生成CO2，Mg在CO2中燃烧可得到C，A正确；B项，SiO2不能一步转化为H2SiO3，H2SiO3也不能一步转化为Si；C项，Na2CO3不能一步转化为Na；D项，Mg(OH)2不能一步转化为Mg。
16．下列有关说法中错误的是( )
A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中
B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐
C．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应
D．由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO↑
答案 B
解析 A项，氢氟酸能腐蚀玻璃，所以氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中，正确；B项，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，错误；C项，瓷坩埚是硅酸盐产品，坩埚中的SiO2能与NaOH反应，正确；D项，沙子的主要成分是SiO2，光伏材料的成分是晶体硅，由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO↑，正确。
17．铝硅合金具有熔点低、凝固时收缩率小等优点，适合铸造。现取试样10.0 g，放在纯净氧气中完全燃烧，燃烧后的固体经称量发现比原来试样增重9.23 g，由此计算硅铝合金中硅的质量分数约为( )
A．12.3% B．15.4% C．13.4% D．17.0%
答案 C
解析 铝、硅燃烧反应的化学方程式分别为4Al＋3O2eq \(=====,\s\up17(点燃))2Al2O3，Si＋O2eq \(=====,\s\up17(点燃))SiO2。固体增重质量就是参加反应的氧气的质量。设Si的质量为x g，则Al的质量为(10－x) g，根据化学反应方程式知，铝消耗的氧气的质量为96(10－x)÷108，硅消耗的氧气的质量为32x÷28,96(10－x)÷108＋32x÷28＝9.23 g，解得x≈1.34 g，硅铝合金中硅的质量分数为1.34 g÷10.0 g×100%＝13.4%。
18．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。
请填空：
(1)组成A单质的元素的最高化合价为________。
(2)B的化学式为______，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_________。
(3)C的化学式为______________，D的化学式为______________。
答案 (1)＋4价
(2)SiO2 SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO↑
(3)CaSiO3 Na2SiO3
解析 由本题题眼“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似”，推知A为硅；根据框图B＋碳―→Si＋E，B既能与氧化钙反应又能与氢氧化钠反应，推知B为二氧化硅，进一步推知C为硅酸钙，D为硅酸钠，E为一氧化碳。
19．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。
②粗硅与干燥的Cl2反应制得SiCl4：Si＋2Cl2eq \(=====,\s\up17(△))SiCl4。
③SiCl4被过量的H2在1000～1100 ℃时还原制得纯硅。
某同学从资料中查知：SiCl4的熔点为－70 ℃，沸点为57.6 ℃，其在潮湿的空气中能与水发生反应而变质。该同学设计了以下制取纯硅的实验装置(热源及夹持装置略去)。
请回答下列问题：
(1)为使SiCl4从装置B中逸出与氢气混合，应采取的措施是
_________________________________________。
(2)盛放稀硫酸的仪器名称为________，装置A中发生反应的离子方程式为________________________________________。
(3)装置C能否采用普通玻璃管？________(选填“能”或“不能”)，原因是____________________________。
(4)已知SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢，为防止空气污染，含有SiCl4的尾气要通入盛有________溶液的烧杯中。
(5)为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度，还应对该装置进行的改进是___________________________。
答案 (1)对装置B进行水浴加热
(2)分液漏斗 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(3)不能 在1000～1100 ℃时普通玻璃管会软化
(4)NaOH
(5)在装置A与装置B之间连接一盛有浓硫酸的洗气瓶(或盛有碱石灰的干燥管)
解析 (1)SiCl4的沸点较低(57.6 ℃)，欲使其逸出烧瓶与装置C中的H2反应，需对装置B进行水浴加热。
(3)由于H2与SiCl4在1000～1100 ℃时反应制得纯硅，反应温度高，普通玻璃管在此温度下会软化，因此需要用石英管。
(5)为了防止装置A中的水蒸气进入装置B中，应在装置A、B之间加一干燥装置。
选项
X
Y
Z
A
C
CO
CO2
B
Si
SiO2
H2SiO3
C
Na
NaOH
Na2CO3
D
Mg
MgSO4
Mg(OH)2