(新高考)高考化学大一轮复习课件第4章第17讲无机非金属材料(含解析)

无机非金属材料第17讲复习目标1.了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途。2.掌握硅和二氧化硅的性质及应用,了解高纯硅的制备。内容索引内容索引真题演练明确考向考点二无机非金属材料考点一硅和二氧化硅课时精练硅和二氧化硅课时精练1234567891.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下列几种物质中含有硅单质的是玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分都是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池。10111213课时精练2.下列关于无机非金属材料的说法不正确的是A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同12345678910111213课时精练无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具有许多优良性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应和生物功能等。12345678910111213课时精练1234567891011123.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.B.C.D.13几乎所有的岩石和矿物都含有硅酸盐或者二氧化硅，则硅是构成一些岩石和矿物的基本元素，故正确；水泥、玻璃是硅酸盐产品，水晶的主要成分是二氧化硅，故错误；光导纤维的主要成分是二氧化硅，故错误；陶瓷的主要原料是黏土，则陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料，故正确。课时精练4.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是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.中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源C.光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅D.结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料12345678910111213光缆在信息产业中有广泛应用，制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，C错误。课时精练5.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐123456789101112陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。13课时精练6.下列关于二氧化硅的说法正确的是A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C.二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到2.8g硅12345678910111213课时精练12345678910111213二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故B错误；在高温时，二氧化硅能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C正确；由化学方程式SiO22CSi2CO，可知当生成2.24L(标准状况)即0.1mol气体时，得到0.05mol即1.4g硅，故D错误。课时精练7.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸12345678910111213课时精练123456789101112不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；瓷器的原料主要是黏土，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；HF能与二氧化硅反应，陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。13课时精练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12345678910111213A.装置、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KC.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.该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔课时精练12345678910111213制备高纯硅的反应为H2SiHCl3Si3HCl，此反应应在装置中进行。装置的目的是制取氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置的目的是除去氢气中的水蒸气，即装置中盛放浓硫酸；装置的目的是使SiHCl3汽化，与氢气充分混合，因此应在热水浴中加热，A项错误；课时精练12345678910111213实验时应先打开活塞K，通入氢气，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，B项错误；硅不能与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2，Fe2被H2O2氧化成Fe3，遇KSCN溶液变红，可以鉴定制得的硅中是否含有铁单质，C项正确；饱和食盐水与电石反应制备乙炔，反应迅速放出大量热且生成微溶的氢氧化钙，因此不能用启普发生器进行实验，D项错误。课时精练9.金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应的化学方程式为SiO23CSiC2CO，下列有关制造金刚砂的说法正确的是A.该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为CB.该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12C.该反应中转移12eD.该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO12345678910111213课时精练123456789101112反应产物SiC中Si、C的化合价分别为4、4价，所以SiO2既不是氧化剂，又不是还原剂；碳元素从0价转变成4价(SiC)和2价(CO)，CO是氧化产物，SiC是还原产物，两者的物质的量之比为21；根据化学方程式可知，该反应转移4e。13课时精练10.科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8NaCCl4SiCl4SiC8NaCl。下列说法不正确的是A.SiC和SiO2中Si元素的化合价相同B.上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物C.SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应D.一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力12345678910111213课时精练123456789101112SiC和SiO2中Si元素的化合价均为4价，A项正确；SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，B项错误；SiO2制备单质Si需加入还原剂，单质Si制备SiCl4需加入氧化剂，C项正确；一维粒子上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力，D项正确。13课时精练11.科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约69nm，在低于183时，泡沫具有永久磁性。下列叙述错误的是A.“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体B.把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中能产生丁达尔效应C.“碳纳米泡沫”是一种新型的碳单质D.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同12345678910111213课时精练123456789101112“碳纳米泡沫”的粒子直径为69nm，分散到适当的溶剂中形成胶体，能产生丁达尔效应，B正确；“碳纳米泡沫”和金刚石互为同素异形体，化学性质相似，物理性质不同，D错误。13课时精练12.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。(1)下列物质不属于硅酸盐材料的是_(填字母)。A.陶瓷B.玻璃C.水泥D.生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。12345678910111213D2NaOH=Na2SiO3H2OSiO2氢氟酸(3)工业上常用反应：2CSiO2Si2CO制备粗硅，该反应物中所含元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。CSiO2课时精练12345678910111213.高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图：13SiHCl3极易水解：SiHCl33H2O=H2SiO3H23HCl。课时精练12345678910111213回答下列问题：(1)石英砂的主要成分为SiO2，SiO2是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是_(填字母)。A.AlB.Al2O3C.CuOD.NaHCO3SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为_。BD课时精练12345678910111213铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故A不符合题意；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，故B符合题意；氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，故C不符合题意；碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，故D符合题意；SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸为HF，HF属于共价化合物，其电子式为。课时精练12345678910111213(2)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为_。若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。12课时精练12345678910111213二氧化硅与碳在高温条件下反应生成粗硅和CO，对应的化学方程式为SiO22CSi2CO，石英砂和焦炭生成SiC的反应为SiO23CSiC2CO，C元素化合价由0价降低为4价，由0价升高为2价，C既是氧化剂又是还原剂，根据氧化还原规则，氧化剂和还原剂的物质的量之比为12。课时精练12345678910111213(3)整个操作流程都需隔绝空气，原因是_(答出两条即可)。(4)流化床反应器中除SiHCl3外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用分馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是_。(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是_。防止SiHCl3发生水解；防止硅被氧化；防止氢气与氧气反应而发生爆炸(任写两条即可)各组分沸点相差较大H2、HCl返回