高中化學(xué)人教版第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角

1．[2023·重慶四區(qū)聯(lián)考]材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅2.將CO2氣體通入下列溶液中，一定不會(huì)出現(xiàn)渾濁的是()A．CaCl2溶液B．石灰水C．飽和Na2CO3溶液D．水玻璃3．硅是構(gòu)成無(wú)機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是()A．氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C．光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶24．[2023·四川都江堰一診]在①濃硝酸②水③濃硫酸④氫氟酸⑤氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是()A．①②B．②④C．④⑤D．③④5．下列說(shuō)法正確的是()A．高溫下，可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應(yīng)B．CO2和鈉在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是3∶4C．現(xiàn)代海戰(zhàn)通過(guò)噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕，其主要成分是NH4ClD．從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge)，沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)6．下列敘述中不正確的是()A．SiO2的沸點(diǎn)比CO2的高B．SiO2、CO2均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)C．硅酸鈉久置空氣中不易變質(zhì)D．硅在自然界中只能以化合態(tài)存在7．下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過(guò)濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過(guò)盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過(guò)濾8．下列化學(xué)物質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)、生活和科技等方面的應(yīng)用正確的是()A．石英砂可以用于制取高純度的硅，SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料B．水泥、玻璃和陶瓷都屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料C．生產(chǎn)普通水泥的主要原料有石灰石、石英和純堿D．測(cè)NaOH熔點(diǎn)時(shí)可以將NaOH放入石英坩堝中高溫加熱9．[2023·安徽宿州模擬]下列敘述中正確的是()A．因?yàn)镹a2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸10．將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如圖K14-1所示。下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的敘述不正確的是()圖K14-1A．Oa段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba(OH)2＋CO2BaCO3↓＋H2OB．a(chǎn)b段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同C．de段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失D．bc段反應(yīng)的離子方程式是2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO22Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)11．[2023·湖北孝感統(tǒng)考]X、Y、Z是中學(xué)化學(xué)中三種常見(jiàn)元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見(jiàn)的化合物，相互間有如圖K14-2轉(zhuǎn)化關(guān)系(未注明反應(yīng)條件)，下列說(shuō)法不正確的是()圖K14-2A．若X為金屬單質(zhì)，Y為非金屬固體單質(zhì)，則可能Z為O2B．若X、Y均為金屬單質(zhì)，則甲不可能為黑色固體C．若X為金屬單質(zhì)，Y為非金屬氣體單質(zhì)，則乙可能為黑色固體D．若X、Y均為非金屬固體單質(zhì)，則Z可能為O212．硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________。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與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱(chēng))來(lái)雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，說(shuō)明Na2SiO3可用作__________。Na2SiO3可通過(guò)SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是________。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)2C＋SiO2Si＋2CO↑制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是__________(填化學(xué)式、下同)，氧化劑是__________。13．在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應(yīng)為2Mg＋SiO22MgO＋Si，同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)2Mg＋SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易自然的氣體。下圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。試回答下列問(wèn)題：圖K14-3(1)由于O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有不良影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入X氣體作為保護(hù)氣，在A、B、C三種儀器中應(yīng)加入的試劑分別是：A________，B________，C________(填序號(hào))。①稀硫酸②濃硫酸③稀鹽酸④石灰石⑤純堿⑥鋅粒(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時(shí)，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。14．[2023·浙江寧波檢測(cè)]無(wú)論是從在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位來(lái)看，還是從科學(xué)發(fā)展的角度來(lái)看，硅都發(fā)揮著重要的作用。(1)人類(lèi)使用硅酸鹽產(chǎn)品(陶瓷等)的歷史已經(jīng)快一萬(wàn)年了，但在1823年才獲得單質(zhì)硅，瑞典化學(xué)家貝采利烏斯用金屬鉀還原SiF4獲得單質(zhì)硅，寫(xiě)出化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由于制取方法和條件的不同，得到的單質(zhì)硅形態(tài)不同，其性質(zhì)也不同。①用鋁熱法還原氟硅酸鉀制得較純凈的晶體硅：4Al＋3K2SiF63Si＋2KAlF4＋2K2AlF5，關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。A．Al是還原劑B．氧化產(chǎn)物只有KAlF4C．每轉(zhuǎn)移6NA個(gè)電子，得到42gD．Al元素在KAlF4和K2AlF5中化合價(jià)不同②用白沙子與鎂粉混合在高溫條件下反應(yīng)得到無(wú)定形硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。③無(wú)定形硅和晶體硅的結(jié)構(gòu)有很大的差別，無(wú)定形硅為棕色粉末，而晶體硅是純灰色、不透明而有光澤的等軸八面晶體，無(wú)定形硅的化學(xué)性質(zhì)比晶體硅活潑得多。通過(guò)上述描述你能得出的結(jié)論是_________________________________________________________。(3)硅在煉鋼時(shí)用作脫氧劑，還原在冶煉過(guò)程中所形成的FeO，化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在野外，為了迅速得到氫氣，用硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加強(qiáng)熱，即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO。這種混合物叫作生氫劑。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)單晶硅制作的半導(dǎo)體元件表面鍍膜，使各元件之間彼此絕緣，以防短路，表面氧化(生成一氧化硅)技術(shù)前景廣闊。以上信息說(shuō)明一氧化硅具有________性，用電解法對(duì)硅表面處理生成SiO薄膜時(shí)，硅應(yīng)作電解池的________極。參考答案1．A[解析]A項(xiàng)中金剛石是碳的一種單質(zhì)。2．A[解析]CO2與B、C、D項(xiàng)中的物質(zhì)反應(yīng)分別生成CaCO3、NaHCO3、H2SiO3。3．D[解析]二氧化硅晶體中，一個(gè)硅原子可形成4個(gè)硅氧單鍵，故硅原子和硅氧單鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶4，故D錯(cuò)誤。4．C[解析]硅能與F2、HF、強(qiáng)堿在常溫下反應(yīng)，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。5．C[解析]玻璃的主要成分是SiO2，高溫下與C(碳)反應(yīng)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)中CO2作氧化劑，Na作還原劑，根據(jù)化合價(jià)升降值相等的原則，作為氧化劑的CO2與作為還原劑的Na的物質(zhì)的量之比為1∶4，B錯(cuò)誤；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl與液氨反應(yīng)生成NH4Cl，C正確；由化合態(tài)到游離態(tài)，一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。6．C[解析]常溫下SiO2為固體，CO2為氣體，A正確；酸性氧化物CO2和SiO2都與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，B正確；硅酸鈉久置會(huì)與空氣中水、二氧化碳反應(yīng)生成硅酸而變質(zhì)，C錯(cuò)誤；硅在自然中主要以二氧化硅和硅酸鹽形式存在，不存在單質(zhì)硅，D正確。7．B[解析]SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Na2CO3溶液吸收CO2，C錯(cuò)誤；引入NaHCO3，D錯(cuò)誤。8．B[解析]SiO2是光導(dǎo)纖維材料，Si為半導(dǎo)體材料及光電池的主要成分，A項(xiàng)錯(cuò)誤；生產(chǎn)普通水泥使用的原料是黏土、石灰石，C項(xiàng)錯(cuò)誤；石英坩堝的主要成分是SiO2，高溫下能夠與NaOH反應(yīng)，D項(xiàng)不正確。9．D[解析]反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行，產(chǎn)物中有氣體生成，故不能通過(guò)此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，A錯(cuò)誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯(cuò)誤；SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于酸性氧化物與一般酸的反應(yīng)，在此反應(yīng)中SiO2并沒(méi)有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì)，C錯(cuò)誤。10．B[解析]CO2優(yōu)先與Ba(OH)2反應(yīng)(圖像中Oa段)，然后與KOH反應(yīng)(圖像中ab)段，接著與KAlO2反應(yīng)(圖像中bc段)，再與K2CO3反應(yīng)(圖像中cd段)，最后與BaCO3反應(yīng)(圖像中de段)。11．B[解析]X為鎂，Y為碳，Z為氧氣，A正確；若X為鋁，Y為鐵，Z為氧氣，甲可以為四氧化三鐵黑色物質(zhì)，B錯(cuò)誤；X為鐵，Y為氫氣，Z為氧氣，甲為水，乙為四氧化三鐵，C正確；X為碳，Y為硅，Z為氧氣，甲為二氧化硅，乙為一氧化碳，D正確。12．(1)D(2)SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O氫氟酸(3)防火劑D(4)CSiO2[解析](1)生石灰是CaO，為堿性氧化物且不含Si元素，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氫氟酸，因此工藝師常用氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又稱(chēng)“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融純堿。(4)題給反應(yīng)中C(碳)被氧化，SiO2中＋4價(jià)的硅被還原，因此SiO2作氧化劑。13．(1)①⑥②(2)防止在加熱條件下H2和O2混合發(fā)生爆炸SiO2和Mg粉的反應(yīng)是放熱反應(yīng)(3)①M(fèi)g2Si＋4HCl2MgCl2＋SiH4↑②SiH4＋2O2SiO2＋2H2O[解析](1)從給出的試劑看，可產(chǎn)生的氣體只有CO2和H2，CO2與Mg能反應(yīng)，故不能作保護(hù)氣，因此保護(hù)氣為H2。制取H2的試劑是稀H2SO4和鋅粒，濃H2SO4為氣體干燥劑。(2)裝置內(nèi)的O2不被排出，O2與H2混