高三化学二轮复习无机非金属材料讲义

⑤超导陶瓷：超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，可用于电力、交通、医疗等领域6．碳纳米材料：碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料(1)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等(2)用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景常见的碳纳米材料结构特点应用富勒烯由碳原子构成的一系列笼形分子的总称代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代碳纳米管由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径用于生产复合材料、电池和传感器等石墨烯只有一个碳原子直径厚度的单层石墨应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等【精准训练3】1．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A．这是一种矿物胶，既不易燃烧也不易腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质2．下列关于材料的叙述中正确的是()A．氮化硅陶瓷耐高温，可用来制造汽车发动机B．钢化玻璃属于新型无机非金属材料C．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料都不溶于水，所以硅酸盐都不溶于水D．新型陶瓷材料种类很多，但是都属于硅酸盐3．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4．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程，下列说法正确的是()A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B．操作A与操作B完全相同C．该流程中硅元素的化合价发生改变D．反应器中发生的反应为氧化还原反应5．青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀HNO3溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是()A．青石棉是一种硅酸盐材料B．青石棉溶于足量的硝酸得到澄清溶液C．青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被还原6．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6～9nm，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【课时达标训练】1．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是()A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都发生C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料2．由下列实验事实得出的结论正确的是()A．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3可知，SiO2不是H2SiO3的酸酐B．由SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知，碳的非金属性强于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3D．SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物3．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反应②中SiO2表现出氧化性c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A．aceB．bdeC．cdeD．ab4．大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路板B纯碱Na2CO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红Fe2O3用作油漆和涂料5．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示，下列说法不正确的是()容器①中进行的反应为①Si(粗)＋3HCl(g)=SiHCl3(l)＋H2(g)容器②中进行的反应为②SiHCl3＋H2=Si(纯)＋3HClA．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B．最好用过滤的方法分离Si和SiHCl3C．反应①和②中HCl均作氧化剂D．反应①和②不属于可逆反应6．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．黏土是制砖瓦和水泥的主要原料B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化C．沙子的主要成分为硅酸盐D．泥坯烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦7．科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是()A．CO2是自然界碳循环中的重要物质B．CO2加氢转化为乙烯，CO2被还原C．CO2电催化时，在阳极转化为燃料D．CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料8．平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了－20℃能发热4h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35m、重量仅为10kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法不正确的是()A．石墨烯是能导热的金属材料B．铝合金是密度较低的金属材料C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料D．新型材料种类多、用途广9．碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是()A．碳是构成有机化合物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志10．某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO，已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示，下列说法正确的是()A．实验开始时，先点燃酒精灯，后打开活塞KB．b、c、f中试剂依次为氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液C．装置e的作用是收集一氧化碳气体D．用上述装置(另择试剂)可以制备氢气并探究其还原性11．下列叙述正确的是()A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B．因为CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO2属于两性氧化物12．《青花瓷》中所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“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)，下列有关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·2SiO2B．易溶解于强酸和强碱C．性质稳定，不易脱色D．x＝613．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是()A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO214．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是()(注：铝土矿中含有Al2O3、SiO2、Fe2O3)A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中只用到NaOH溶液、CO2气体B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物15．中华优秀传统文化涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是()A．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝质品)谓之为纸”，这里的纸主要成分为纤维素B．中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaO·CuO·4SiO2C．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫D．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”。这里的瓦属于传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐16．“直接空气捕获”技术能从空气中捕集CO2，原理如图所示，下列说法不正确的是()A．“直接空气捕获”技术涉及到复分解反应、化合反应、分解反应B．工业上用氯气与澄清石灰水反应制备漂白粉C．反应Ⅱ中碱性KOH＞Ca(OH)2，其原因是金属性K＞CaD．纳米Fe3O4能催化CO2与H2合成汽油，向氨水中加入FeCl2、FeCl3的混合溶液，加热可制得纳米Fe3O4，离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8NH3·H2O=Fe3O4＋8NHeq\o\al(＋,4)＋4H2O17．下列说法不正确的是()A．SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能18．化学与科技、生活密切相关。下列叙述正确的是()A．泰国银饰和土耳其彩瓷是“一带一路”沿线国家的特色产品，其主要成分均为金属材料B．从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此石墨烯是电解质C．中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料D．国产客机大规模使用先进的材料铝锂合金，该合金密度小，强度高19．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水20．下列离子方程式不正确的是()A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．硅与烧碱反应：Si＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2↑C．硅酸钠溶液中通入少量CO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓20．如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸B．氢氧化钠溶液C．氧气D．水E．二氧化碳可选用的操作：①水洗②加热③高温灼烧④过滤⑤结晶粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)21．写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：_______________________________(2)CO2(CO)：______________________________(3)CO2(O2)：_______________________________(4)CO2(SO2)：_______________________________(5)CO2(HCl)：______________________________22．某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。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↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是________________________________________________________(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___________________________________________________________(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：___________________________________________________________23．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，回答下列问题：已知：①流化床反应器的主反应：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2；②还原炉的主反应：SiHCl3＋H2eq\o(→,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl；③SiHCl3极易水解：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。(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________A．AlB．Al2O3C．CuO D．NaHCO3SiO2还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____________(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____________(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_____________________________________24．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：(1)“硅胶”常用作________，也可以用作________的载体(2)制备粗硅的方程式为____________________________________________________(3)操作Ⅰ为______________，操作Ⅱ为__________(4)操作Ⅲ，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是______________________________________________(5)溶液G用E酸化的方程式为__________________________________________________________25．为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：(1)装置B中最适宜的试剂是________(2)装置D中发生反应的化学方程式是___________________________(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是_______________________________________________(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象确定CO具有还原性，应在上图中装置________与________之间连接下列装置中的________【无机非金属材料】答案【精准训练1】1．D。解析：硅在常温下可与氢氟酸、氢氧化钠溶液反应，A项错误；SiO2能与氢氟酸反应，B项错误；工业上用焦炭和石英制取粗硅的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，C项错误；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，故不能用SiO2与水反应来制取硅酸，在加热条件下，二氧化硅与氢氧化钠、碳酸钠固体反应，故不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化，D项正确。2．C。解析：用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被还原。3．D。解析：在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28g(1mol)硅，均转移4mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中发生的，D错误。4．C。解析：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SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，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。5．D。解析：①②③反应前后元素化合价发生改变，故①②③发生的反应均是氧化还原反应，A正确；由二氧化硅制高纯硅的流程图中反应过程中生成氢气和氯化氢，同时氯化氢和氢气也作为反应物参与化学反应，故氢气和氯化氢均可循环利用，B正确；二氧化硅熔点比较高，硬度比较大，C正确；三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5g·mol－1，D错误。6．C。解析：制备高纯硅的反应为H2＋SiHCl3eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋3HCl，此反应应在装置Ⅳ中进行。装置Ⅰ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Ⅱ的目的是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸；装置Ⅲ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；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项不正确；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。7．B。解析：Si24是一种单质，A项错误；Si24是硅的一种同素异形体，B项正确；硅不与稀硫酸反应，C项错误；硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，D项错误。8．D。解析：常温下，能发生反应①Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑，③Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑，⑤SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。【精准训练2】1．D。解析：石墨烯和铜有着一样出色的导电性，因此具有良好的导电性，A正确；题述三种物质均为碳的单质，与金刚石互为同素异形体，B正确；碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子，则石墨炔是理想的H2提纯薄膜，C正确；题述三种物质都是碳的单质，在加热条件与浓硫酸都能发生反应，且反应产物相同，D错误。2．C。解析：SiO2和CO2都是共价化合物，A正确；都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应产生盐和水，B正确；SiO2不能溶于水且不能与水反应生成相应的酸，C错误；光在SiO2中可以全反射，因此SiO2可用于制光导纤维，固态CO2容易升华，升华时吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨，D正确。3．B。解析：酸性强弱与水溶性没有关系，则无法据此比较酸性强弱，故A错误；CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，反应方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B正确；比较强酸制取弱酸是在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能比较酸性强弱，故C错误；HCl通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，无法确定碳酸与硅酸酸性的强弱，故D错误。4．C。解析：①向Ca(OH)2饱和溶液中通入过量的CO2气体会生成易溶于水的Ca(HCO3)2，最后没有沉淀生成；②CaCl2与CO2气体不反应；③向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2气体生成NaHCO3，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，且反应消耗水，最后有沉淀析出；④向Ca(ClO)2饱和溶液中通入过量的CO2气体会生成易溶于水的Ca(HCO3)2，最后没有沉淀生成；⑤向NaAlO2饱和溶液中通入过量的CO2气体生成Al(OH)3沉淀，故选③⑤。5．D。解析：由图可知，①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2，实验目的为检验产物中的H2和CO，则②中NaOH溶液可除去CO2，③中浓硫酸干燥气体，④中H2和CO均还原CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO，最后处理尾气。A项，H2、CO不纯时加热易发生爆炸，则为了实验安全性，应先点燃①处酒精灯，排出装置中空气后点燃④处酒精灯，正确；B项，由上述分析可知，②、③、⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水，正确；C项，H2和CO均还原CuO，当黑色氧化铜变红色，只能说明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种，无法确定具体是哪种气体，正确；D项，若用碱石灰替换无水硫酸铜，碱石灰可吸收水、二氧化碳，不能检验氢气，故D错误。6．C。解析：化石燃料燃烧生成的CO2是大气中CO2的主要来源，A项正确；植物体内的光合作用将CO2转化为葡萄糖，B项正确；导致大气中CO2浓度逐渐升高的主要原因是人为过度使用化石燃料、过度砍伐树木，C项错误；D项正确。7．C。解析：CO2不是大气污染物，也不能形成酸雨，A、B错；C项为熵增的吸热反应，高温有利于自发进行。【精准训练3】1．D。解析：水玻璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸。2．A。解析：钢化玻璃是把普通玻璃高温软化，迅速降温获得的机械强度增大的玻璃，成分还是硅酸盐，属于传统的无机非金属材料，所以B错误；大多数硅酸盐都难溶于水，但是Na2SiO3是可溶的，所以C错误；新型陶瓷中的压电陶瓷就不属于硅酸盐，所以D错误。3．B。解析：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。4．A。解析：A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中，硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中，硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。5．B。解析：硅酸盐指的是硅、氧与其他元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，青石棉是一种硅酸盐材料，A正确；青石棉中硅元素以硅酸根离子的形式存在，与硝酸反应时生成硅酸，不溶于水，B错误；硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为：活泼金属氧化物，较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，C正确；青石棉中含有二价铁，根据氧化还原反应中得失电子守恒，有关系式：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O～HNO3，所以1mol青石棉能使1mol硝酸被还原，故D正确。6．D。解析：“碳纳米泡沫”的粒子直径为6～9nm，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。【课时达标训练】1．D。解析：反应②是在高温下进行的，CO2为气体，逸出可使平衡正向移动，促使反应继续进行，B项错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C项错误。2．C。解析：SiO2是H2SiO3的酸酐，A错误；SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，说明还原性C>Si，但不能比较非金属性，B错误；CO2＋Na2SiO3＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，说明酸性H2CO3>H2SiO3，C正确；两性氧化物是指和酸、碱反应生成盐和水的氧化物，二氧化硅和氢氟酸反应是其特殊性质，不能和其他酸发生反应，二氧化硅和碱溶液反应生成盐和水，是酸性氧化物，D项错误。3．B。解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。4．A。解析：石英主要用于生产玻璃，也可用于制造光导纤维，晶体硅才用于制作集成电路板。5．C。解析：该工艺流程中HCl和H2两种气体可循环使用，A项正确；分离Si与SiHCl3可用过滤的方法，B项正确；反应②中HCl是生成物，是氧化产物，C项错误；反应①、②不在同一条件下进行，不是可逆反应，D项正确。6．C。解析：由题目的“择取无沙黏土而为之”，说明黏土是制砖瓦和水泥的主要原料，选项A正确；“燃薪举火”是提供高温的环境，使黏土发生复杂的物理化学变化，选项B正确；沙子的主要成分为二氧化硅，选项C错误；黏土中有一定量的Fe元素，泥坯烧制后自然冷却成红瓦(含氧化铁)，浇水冷却时C与水反应得到CO和H2，将三价铁还原为二价铁，形成青瓦，选项D正确。7．C。解析：含碳燃料燃烧以及动植物呼吸都会产生二氧化碳，植物光合作用消耗二氧化碳，所以CO2是自然界碳循环中的重要物质，故A正确；CO2加氢转化为乙烯，C元素的化合价降低，CO2得电子，被还原，故B正确；CO2中C元素的化合价为＋4价，只能发生得电子的还原反应，CO2在阴极得电子转化为燃料，阳极为失电子的氧化反应，故C错误；CO2与环氧丙烷发生加聚反应，可合成可降解塑料，故D正确。8．A。解析：石墨烯是碳的一种单质，属于无机非金属材料，故A项错误；铝合金的密度较小，属于金属材料，故B项正确；碳纤维是由有机纤维经炭化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，属于无机非金属材料，故C项正确；人们依据生产生活的需要研制出很多种用途不同的新型材料，如功能新型材料、新的合金材料等，故D项正确。9．D。解析：有机化合物一定含有碳元素，所以碳是构成有机化合物的主要元素，A正确；光合作用是绿色植物将二氧化碳和水合成葡萄糖和氧气的过程，是将太阳能转化为化学能的过程，B正确；化石燃料中含碳元素，化石燃料的大量燃烧产生大量二氧化碳气体，故化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一，C正确；乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，D错误。10．D。解析：实验开始时，需先打开活塞K，利用a中反应产生的CO2排尽装置内空气，避免点燃酒精灯时装置中的空气与锌粉反应，A项错误；a中制得的CO2中含有HCl和水蒸气，用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl，B项错误；装置e作安全瓶，作用是防止装置f中的液体倒吸到硬质玻璃管中，C项错误；a装置适用于块状固体与液体反应，可以用锌粒与稀盐酸或稀硫酸反应制备氢气，可将d装置中锌粒换成氧化铜来探究H2的还原性，D项正确。11．C。解析：CO2的熔、沸点低，可溶于水，SiO2的熔、沸点高，硬度大，不溶于水，两者都是酸性氧化物，和其物理性质没有因果关系，A错；CaCO3和SiO2反应是因为生成的CO2为气体，脱离反应体系，不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B错；SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质，不能说明SiO2是两性氧化物，D错。12．B。解析：硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示BaO·CuO·2SiO2，故A正确；硅酸铜钡能稳定存在，说明不易溶解于强酸和强碱，故B错误；青花瓷能长期不褪色，说明硅酸铜钡性质稳定不易脱色，故C正确；硅酸铜钡中Ba为＋2价、Cu为＋2价、Si为＋4价、O为－2价，根据化合价代数和等于0，可知x＝6，故D正确。13．D。解析：A项，晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，不正确；B项，玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，不正确；C项，陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不正确；D项，硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2，正确。14．C。解析：由铝土矿制备较高纯度Al，可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，过滤后通入CO2气体生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解氧化铝可生成铝，电解时为降低熔点，可加入冰晶石，A错误；石英主要成分为二氧化硅，不是盐，与盐酸不反应，且玻璃也与盐酸不反应，B错误；粗硅的反应：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，反应中SiO2为氧化剂，C为还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2、FeO中CuO元素化合价降低，则Cu2S、FeO均是还原产物，SO2既是还原产物又是氧化产物，D错误。15．A。解析：“自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸”，缣帛是丝织品，蚕丝的主要成分是蛋白质，故A错误；硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含氢元素的H2O写在最后，所以BaCuSi4O10用氧化物形式表示：BaO·CuO·4SiO2，故B正确；液态的金属汞，受热易变成汞蒸气，汞属于重金属，能使蛋白质变性，属于有毒物质，但常温下，能和硫反应生成硫化汞，从而防止其变成汞蒸气，黄芽指呈淡黄色的硫黄，故C正确；择取无沙黏土而为之得到“瓦”，是传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故D正确。16．B。解析：反应Ⅰ、Ⅱ为复分解反应，反应Ⅲ为分解反应，反应Ⅳ为化合反应，A正确；Ca(OH)2溶解度较小，工业上用氯气与石灰乳反应制备漂白粉，B错误；金属性K＞Ca，则其最高价氧化物对应的水化物的碱性KOH＞Ca(OH)2，C正确；利用元素守恒、电荷守恒判断，该离子方程式正确，D正确。17．D。解析：A项，SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃，正确；B项，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，正确；C项，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，正确；D项，硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，错误。18．D。解析：泰国银饰中的银为金属单质，属于金属材料，土耳其彩瓷的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，故A项错误；电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，而从石墨中剥离出的石墨烯薄片属于单质，故B项错误；中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料，故C项错误；铝锂合金的密度较小，且其强度较高，可以大规模使用在国产客机上，故D项正确。19．B。解析：由于相同温度下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失，B项错误；CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色，C项正确。20．B。解析：硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应，Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑。20．(1)B④(2)D④⑤(3)A④(4)A④(5)②解析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质选择。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(3)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(4)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O(5)NH4ClNH3↑＋HCl↑21．(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶(5)通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶22．(1)要用N2将装置中的空气排尽，避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰(2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCl2溶液3SiO2＋4Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO2↑＋2CO↑＋3Si(4)没有尾气吸收装置来吸收CO(5)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性强于硅酸解析：(1)碳与二氧化硅反应需在高温下进行，高温下，碳与空气中的氧气也能反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，则需要通入足够长时间的N2。(2)根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸。(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生