专题03 无机非金属材料（解析版）

专题03无机非金属材料重难点索引：1.硅单质的性质2.二氧化硅的化学性质3.硅酸盐4.新型无机非金属材料重点重点1：硅单质的性质1.硅的物理性质：颜色状态熔点、沸点硬度导电性灰黑色金属光泽固体很高很大半导体材料2.化学性质：（1）常温下：Si+2（2）加热时：Si+O例1．科学生产中蕴藏着丰富的化学知识。化学改善人类的生活，创造美好的世界。下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是（）选项生产生活情境原理A太阳能电池板被广泛应用利用SiO2的光电性质B葡葡酒中通常添加少量SO2既可以杀菌，又可以防止营养成分被氧化C世博停车场安装催化光解设施，可处理汽车尾气中CO和NOxNOx和CO发生反应生成无毒气体D“明如镜、声如磬”的瓷器，可由黏土经高温烧结而成主要化学成分是硅酸盐【答案】A【解析】A．太阳能电池板被广泛应用，利用的是硅可以做半导体的特性，A错误；B．葡葡酒中添加少量SO2，二氧化硫有还原性，作抗氧化剂，既可以杀菌，又可以防止营养成分被氧化，B正确；C．安装催化光解设施，CO和NOx在催化作用下可反应生成无毒的二氧化碳和氮气，减少污染物的排放，C正确；D．瓷器由黏土经高温烧结而成，是传统硅酸盐产品，主要化学成分是硅酸盐，D正确；答案选A。例2．下列说法正确的是（）A．SO2和SiO2都是酸性氧化物，均不能和任何酸反应B．硫、氮、硅三种元素在自然界中既存在游离态，又存在化合态C．利用硅的半导体性能制作芯片，因此高纯硅广泛应用于信息技术D．Fe2+和NO一定不能大量共存【答案】C【解析】A．SO2和SiO2都是酸性氧化物，SO2能与HNO3反应，SiO2能与HF反应，A项错误；B．硫、氮两种元素在自然界中既存在游离态、又存在化合态，Si元素在自然界中只以化合态存在，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在，B项错误；C．Si单质的导电性介于导体与绝缘体之间，利用其半导体性能可制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，因此高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，C项正确；D．只有在酸性条件下表现氧化性，与Fe2+发生氧化还原反应，不能大量共存，D项错误；答案选C。重点重点2：二氧化硅的化学性质1.酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：（1）与碱性氧化物化合：SiO2（2）与碱反应：Si2.特殊性：（1）不能与水化合（2）与HF反应：SiO3.弱氧化性：SiO24.与Na2CO3SiO2+Na2CO3Na例3．在2021年5月29日，我国企业研发的世界首台航天微波炉随着“天舟二号”进入太空。其中芯片全为中国制造，制作芯片的刻蚀液为硝酸与氢氟酸的混合液，工艺涉及的反应为：，下列说法错误的是（）A．此反应不能在玻璃容器中进行B．由此反应可判断氢氟酸是强酸C．氧化性：HNO3＞H2SiF6D．标况下，生成2.24LH2时，转移电子的物质的量为0.4mol【答案】B【解析】A．因为氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应，从而腐蚀玻璃，所以此反应不能在玻璃容器中进行，Ａ正确；B．氢氟酸为弱酸，在此反应中，不可能表现强酸性，B错误；C．在发生的反应中，HNO3是氧化剂，H2SiF6是氧化产物，所以氧化性：HNO3＞H2SiF6，C正确；D．在此反应中，Si由0价升高到+4价，标况下2.24LH2的物质的量为0.1mol，则转移电子的物质的量为0.4mol，D正确；故选B。例4．瑞典皇家科学院2009年6日宣布，华人科学家高锟以及两名美国科学家WillardBoyle和GeorgeSmith获得2009年诺贝尔物理学奖，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是（）A．二氧化硅是制备光导纤维的原料，光导纤维遇碱会“短路”B．作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近C．工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅D．晶体硅可用作计算机芯片【答案】C【解析】A．二氧化硅是制备光导纤维的原料，二氧化硅能与碱反应，因此光导纤维遇碱会“短路”，A项正确；B．硅是14号元素，13号元素是金属元素Al，硅位于周期表中金属与非金属分界线附近，可以作半导体材料，B项正确；C．工业上，用焦炭在高温下还原二氧化硅得到粗硅，粗硅经过精炼提纯得到高纯度硅，二氧化硅熔点高，热稳定性好，不可利用二氧化硅热分解法冶炼硅，C项错误；D．硅位于周期表中金属与非金属分界线附近，可以作半导体材料，如计算机芯片，D项正确；答案选C。重点重点3：硅酸盐1.组成及性质：硅酸盐是一大类结构复杂的固体物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。能溶于水的硅酸盐主要是Na2SiO2.硅酸盐组成表示：（1）表示方法：硅酸盐组成比较复杂，一般写成金属氧化物和SiO2。例如：硅酸钠可写成（2）书写方法：①找出组成元素；②写成氧化物形式；③注意原子守恒；④检查无遗漏；⑤氧化物之间以“·”隔开。（3）书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2例5．下列说法中正确的有（）①二氧化氮能溶于水生成硝酸，属于酸性氧化物；②二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸；③水玻璃可作木材防火剂；④光导纤维和石墨烯都是新型无机非金属材料；⑤浓硫酸在常温下可迅速与碳反应放出二氧化硫气体；⑥NH3易液化，液氨常用作制冷剂；⑦工业上常用硅制造光导纤维；⑧普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅的混合物；⑨在标准状况下，等物质的量的SO2和SO3所占体积相同；⑩铵盐分解不一定产生氨气；⑪工业制粗硅在高温下焦炭还原二氧化硅，副产物为CO；⑫工业制硫酸，黄铁矿煅烧生成的气体经接触氧化后用浓硫酸吸收A．5个 B．6个 C．7个 D．8个【答案】C【解析】①酸性氧化物溶于水生成酸，与碱反应生成盐和水，而二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，二氧化氮与氢氧化钠溶液的反应为，该反应中有化合价变化，不属于复分解反应，所以二氧化氮不属于酸性氧化物，故①错误；②二氧化硅能溶于氢氟酸，故②错误；③水玻璃是硅酸钠的水溶液，具有耐高温等特性，可以用作木材防火剂，故③正确；④光导纤维的成分为二氧化硅，光导纤维和石墨烯都是新型无机非金属材料，故④正确；⑤浓硫酸与碳在加热条件下反应，常温下不反应，故⑤错误；⑥NH3易液化，液氨汽化吸收大量的热，所以液氨常用作制冷剂，故⑥正确；⑦光导纤维的成分为二氧化硅，故⑦错误；⑧普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得的，故⑧正确；⑨SO3在标况为固态，不能用气体摩尔体积计算其物质的量和体积，故⑨错误；⑩组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气逸出，故⑩正确；⑪工业制取粗硅是利用焦炭还原二氧化硅反应生成Si和CO，副产物为CO，故⑪正确；⑫工业制备硫酸是在沸腾炉中煅烧黄铁矿生成二氧化硫，在接触室中催化氧化二氧化硫生成三氧化硫，在吸收塔内三氧化硫被浓硫酸吸收得到硫酸，故⑫正确；正确的有7个；答案选C。例6．下列离子方程式正确的是（）A．向溶液中加入过量铜粉：B．向碳酸氢铵溶液中加入过量的溶液：C．用过量氨水吸收工业尾气中的D．向溶液中通入过量【答案】C【解析】A．向溶液中加入过量铜粉，离子方程式为，A项错误；B．向碳酸氢铵溶液中加入过量的溶液，和均与反应，离子方程式为，B项错误；C．用过量氨水吸收工业尾气中的生成，离子方程式为，C项正确；D．向溶液中通入过量，生成和，离子方程式为，D项错误；故选C。重点重点4：新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅：（1）硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。（2）二氧化硅可用来生产光导纤维。光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率。2.新型陶瓷：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。①碳化硅：俗称金刚砂，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。②高温结构陶瓷：一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。③压电陶瓷：主要有钛酸盐和锆酸盐等，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。④透明陶瓷：主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。⑤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。3.碳纳米材料：主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。①富勒烯(C60)②碳纳米管：可用于生产复合材料、电池和传感等。③石墨烯：在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。例7．《厉害了，我的国》展示了中国制造的重点工程，下列涉及的材料不属于无机非金属材料的是（）A．中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷发动机B．我国“歼十”战斗机上使用的碳纤维复合材料C．“嫦娥四号”月球探测器使用的晶体硅芯片D．航天领域中以高温合金作为航天发动机材料【答案】D【解析】A．氮化硅是熔沸点高的无机非金属材料，故A不符合题意；B．碳纤维复合材料的主要成分是碳，属于无机非金属材料，故B不符合题意；C．晶体硅是非金属单质，属于无机非金属材料，故C不符合题意；D．高温合金属于金属材料，不属于无机非金属材料，故D符合题意；故选D。例8．2022年北京冬奥会秉承“绿色办奥”、“科技办奥”理念，火炬“飞扬”首创以复合碳纤维为外壳材料，以氢气为燃料，在出火口格栅喷涂碱金属。下列说法不正确的是（）A．碳纤维是一种新型有机材料B．选择氢气主要是考虑其燃烧产物为水，无污染C．多地禁放烟花以提升空气质量D．喷涂碱金属目的是利用焰色反应让火焰可视化【答案】A【解析】A．碳纤维为碳的单质，属于无机物，是一种无机非金属材料，A错误；B．选择氢气为燃料主要是考虑其生成物为无污染的水，可以实现零碳排放，B正确；C．燃放烟花可以生成二氧化硫等污染空气气体，故多地禁放烟花以提升空气质量，C正确；D．氢气燃烧的火焰为淡蓝色，日光下很难看清火焰的焰色，喷涂碱金属可以利用焰色反应让火焰更明亮，达到可视化的目的，D正确；故选A。一、单项选择题（共16小题，每小题3分，共48分）1．表中用途与其性质或原理对应关系错误的是（）选项现象或事实解释A光导纤维的主要成分是二氧化硅二氧化硅有导电性B液氨可以作制冷剂液氨汽化大量吸热CFeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板FeCl3可与Cu发生反应D铁制器皿用作盛放浓硫酸的容器铁能被浓硫酸钝化【答案】A【解析】A．二氧化硅不导电，二氧化硅能用于制备光导纤维，是因为二氧化硅透明度很高造价低，折射率合适，A错误；B．氨气易液化，液氨汽化会吸收大量的热，因此液氨可作制冷剂，B正确；C．FeCl3可与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，因此FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板，C正确；D．常温下，铁与浓硫酸发生钝化，铁表面形成致密的氧化膜阻止铁与浓硫酸反应，因此铁制器皿可用作盛放浓硫酸的容器，D正确；答案选A。2．实验室下列做法正确的是（）A．金属钠着火立即用水扑灭 B．用二硫化碳清洗试管壁附着的硫C．氢氟酸保存在玻璃瓶中 D．隔绝空气密封保存日常所用铝条【答案】B【解析】A．金属钠着火立即用沙子盖灭，故A错误；

B．硫易溶于二硫化碳，用二硫化碳清洗试管壁附着的硫，故B正确；C．氢氟酸能腐蚀玻璃，氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，故C错误；D．铝在空气形成致密氧化膜保护内部金属不再氧化，铝条不用密封保存，故D错误；选B。3．能正确表示下列变化的离子方程式是（）A．硫酸铝溶液中加入足量氨水：Al3++4OH-=AlO+2H2OB．向CuSO4溶液中加入金属钠：2Na+Cu2+=2Na++CuC．NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液：OH-+NH=NH3•H2OD．硅酸钠溶液与醋酸溶液混合：SiO+2CH3COOH=H2SiO3↓+2CH3COO-【答案】D【解析】A．氢氧化铝溶于强碱不溶于弱碱，硫酸铝溶液中加入足量氨水的离子方程式为：Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH，A错误；B．向CuSO4溶液中加入金属钠，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，不能将铜置换出来，B错误；C．NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液，铵根离子、碳酸氢根离子都与氢氧根离子反应，反应的离子方程式为：HCO+NH+2OH-=NH3•H2O+CO+H2O，C错误；D．醋酸的酸性比硅酸强，硅酸钠溶液与醋酸溶液混合，反应的离子方程式为：SiO+2CH3COOH=H2SiO3↓+2CH3COO-，D正确；答案选D。4．钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，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正确的是（）A．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料B．高品质白瓷晶莹剔透，属于纯净物C．陶瓷的主要成分是硅酸盐，生产的主要原料是黏土D．由于陶瓷耐酸碱，因此可以用来熔化氢氧化钠【答案】C【解析】A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，选项A错误；B．瓷器是主要原料黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐，是混合物，选项B错误；C．陶瓷的主要原料黏土烧结而成，主要成分是硅酸盐，选项C正确；D．陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，能与熔化氢氧化钠反应，选项D错误；答案选C。5．化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法错误的有（）A．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料B．光导纤维的主要材料是C．单质硅可用于制取通信芯片D．“”飞机身使用的复合材料之一碳纤维，属于新型无机非金属材料【答案】A【解析】A．工业生产水泥和玻璃需要用到石灰石，制漂白粉用石灰乳，A错误；B．二氧化硅用于制作光导纤维，B正确；C．芯片主要成分为单志硅，C正确；D．碳纤维是碳单质，属于碳的同素异形体，是新型无机非金属材料，D正确；故选A。6．下列有关物质性质与用途对应关系正确的是（）A．NH3易溶于水，可用作制冷剂B．浓H2SO4具有脱水性，常用作干燥剂C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维D．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂【答案】D【解析】A．氨气易液化、汽化时吸收大量的热，所以液氨可用作制冷剂，A错误；B．浓H2SO4具有吸水性，常用作干燥剂，B错误；C．因为二氧化硅透明，折射率合适，能够发生全反射，所以可用于制造光导纤维，C错误；D．Na2O2能与二氧化碳反应产生氧气，所以可用作呼吸面具的供氧剂，D正确；答案选D。7．化学与生活密切相关，下列说法正确的是（）A．5G手机运行速度更快，主要是因为采用了更高端的芯片，芯片主要由组成B．富勒烯、碳纳米管均属于新型无机非金属材料C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料、太阳能电池D．秦兵马俑是由黏土、石灰石经高温烧结而成的陶制品【答案】B【解析】A．芯片主要由单质硅组成，二氧化硅可用于制造光导纤维，A错误；B．碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯，碳纳米管，石墨烯等，B正确；C．氮化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，不能用于制造太阳能电池，C错误；D．秦兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，原料中没有石灰石，D错误；答案选B。8．下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的有（）①氨气极易溶于水，故可用做制冷剂②单质硫易溶于，实验室可用清洗沾有硫单质的试管③常温下浓硝酸可以用铝罐储存，说明铝与浓硫酸不反应④工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃⑤二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属两性氧化物⑥浓硫酸有强吸水性，可以干燥、气体⑦足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化⑧标准状况下，与按3∶4充满烧瓶，烧瓶倒置水中充分反应后，烧瓶内溶液的浓度接近A．①②⑥ B．③⑥⑧ C．②④⑥ D．②③⑦【答案】C【解析】①氨气易液化，气化时吸热，可使环境温度降低，工业上可用作制冷剂，与氨气的溶解性无关，故①错误；②硫与二硫化碳都是非极性分子，依据相似相溶原理，单质硫易溶于CS2，则实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管，故②正确；③浓硝酸具有强氧化性，常温下可使铝发生钝化，即在铝表面形成致密的氧化铝薄膜，阻止硝酸与铝继续反应，常温下可用铝罐储存浓硝酸，是因为浓硝酸与铝发生了反应、并且是浓硝酸强氧化性的体现，故③错误；④玻璃中含有二氧化硅，能与氢氟酸反应生成挥发性的四氟化硅气体，则工业上可用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃，故④正确；⑤二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，四氟化硅不属于盐，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，因此二氧化硅属于酸性氧化物，故⑤错误；⑥浓硫酸有强吸水性，可干燥中性和酸性气体，则可以干燥、气体，故⑥正确；⑦铁与硝酸反应首先生成硝酸铁，溶液呈浅绿色由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致，故⑦错误；⑧设O2为3L，NO为4L，根据2NO+O2=2NO2，烧瓶内实际存在的是4LNO2和1LO2与水作用，反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全反应，无气体剩余，由N元素守恒可知，n(HNO3)=，c(HNO3)=，故⑧错误；故选：C。9．实验室模拟用与过量在1000～1100℃反应制得纯硅，装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)。已知能与水剧烈反应，在空气中易自燃。下列说法不正确的是（）A．该装置最后不需要进行尾气处理B．装置B中的试剂为浓硫酸，主要作用是吸水干燥C．装置D要采用硬质玻璃管的原因是温度高时，普通玻璃管容易软化D．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使汽化【答案】A【解析】A．SiHCl3和氢气反应生成Si和HCl，所以该装置最后需要进行尾气处理，故A错误；B．能与水剧烈反应，B中的试剂为浓硫酸，主要作用是吸水干燥，故B正确；C．SiHCl3和氢气反应需要1000～1100℃的高温，装置D要采用硬质玻璃管的原因是温度高时，普通玻璃管容易软化，故C正确；D．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使汽化进入D中和氢气反应，故D正确；选A。10．从物质类别、元素化合价、物质所含元素在周期表中的位置三个角度可以认识物质的性质。下列说法错误的是（）A．晶体硅是良好的半导体材料B．具有氧化性，能发生反应：C．与同属酸性氧化物，能与水反应：D．溶液能与盐酸反应生成硅酸：【答案】C【解析】A．硅具有良好的导电性，是良好的半导体材料，故A正确；B．反应中，Si元素的化合价降低，被还原，SiO2为氧化剂，体现氧化性，故B正确；C．是酸性氧化物，但与水不反应，故C错误；D．盐酸的酸性强于硅酸，因此溶液能与盐酸发生反应，故D正确；答案选C。11．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“人窑一色，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．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点D．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物【答案】D【解析】A．窑变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，窑变是复杂的物理化学变化，故A正确；B．陶制品主要原料是黏土，经高温烧结而成，故B正确；C．陶瓷是硅酸盐产品，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，故C正确；D．高品质的瓷器晶莹剔透，属于混合物，故D错误。综上所述，答案为D。12．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（）A．SiO2具有导电性，可用于制作光导纤维B．氨气具有弱碱性，可用作食品工业制冷剂C．AlCl3是电解质，可电解熔融AlCl3制铝D．FeCl3具有氧化性，可用作铜制线路板的蚀刻剂【答案】D【解析】A．SiO2不具有导电性，二氧化硅晶体透明，折射率合适，能够发生全反射，因此二氧化硅可用于制作光导纤维，故A错误；B．氨气是否具有弱碱性，与作制冷剂没有直接关系，氨气易液化，转化成气体时，从外界吸收能量，周围温度降低，因此氨气可用作制冷剂，故B错误；C．氯化铝属于盐，属于电解质，但氯化铝属于共价化合物，熔融状态不导电，不能电解熔融氯化铝制铝，故C错误；D．Fe3+具有强氧化性，能与Cu发生Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，氯化铁可用作铜制线路板的蚀刻机，故D正确；答案为D。13．下列说法正确的是（）A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B．向水玻璃中通入二氧化碳可制硅酸，因为H2SiO3酸性比H2CO3的弱C．实验室可用加热NH4Cl的方法制备NH3D．稀H2SO4和稀HNO3与Cu反应制备CuSO4，HNO3表现氧化性和酸性【答案】B【解析】A．浓H2SO4具有强脱水性，脱去糖类化合物中的H、O并使其炭化，A错误；B．H2SiO3酸性比H2CO3的弱，强酸制弱酸，所以向水玻璃中通入二氧化碳可制硅酸，B正确；C．加热NH4Cl的方法生成NH3和HCl，两种气体混合在一起，温度下降重新生成氯化铵，故不能制备氨气，C错误；D．稀H2SO4和稀HNO3与Cu反应制备CuSO4，过程中硝酸中氮元素化合价降低，故硝酸表现为氧化性，D错误；故选B。14．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↓+Na2SO4C．步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO2代替D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行【答案】C【解析】A．硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；B．步骤Ⅱ是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，反应的化学方程式为：Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，故B正确；C．碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，都能够与硅酸盐反应生成硅酸，因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代，故C错误；D．步骧Ⅲ为灼烧固体分解，灼烧固体应在坩埚中进行，故D正确；故选C。15．化学知识与科技、生产、生活有密切的关系。下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、硅太阳能电池都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①② B．②③ C．①④ D．③④【答案】C【解析】①硅元素在自然界以化合态存在，主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，因此硅元素是构成一些岩石和矿物的基本元素，①正确；②硅太阳能电池中的主要成分是晶体硅，晶体硅属于单质而不是硅酸盐，②错误；③硅导电性介于导体与绝缘体之间，高纯度的硅单质是良好的半导体材料；二氧化硅能够使光线发生全反射，可用于制作光导纤维，③错误；④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，④正确；可见正确说法是①④，故合理选项是C。16．高纯硅是现代信息等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：下列说法正确的是（）A．自然界中存在大量的单质硅B．步骤电弧炉中的化学方程式为C．该工艺流程中被循环利用的物质只有D．(沸点33.0℃)中含有少量的(沸点67.6℃)，通过蒸馏可提纯【答案】D【解析】A．自然界中没有游离态的硅，故A错误；B．步骤电弧炉中二氧化硅和焦炭反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为，故B错误；C．该工艺流程中被循环利用的物质有、HCl，故C错误；D．、的沸点不同，中含有少量的，通过蒸馏可提纯，故D正确；选D。二、非选择题（共4大题，第17题19分，18题8分，第19题12分，第20题13分，共52分）17．已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化关系，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素形成的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。(1)H的名称是___________。(2)写出E的一种用途是___________，其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为___________。(3)反应③的化学方程式是___________。(4)反应④的离子方程式是___________。【答案】(1)一氧化碳(2)

制光导纤维或作装饰品等

SiO2+2OH-=SiO+H2O(3)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(4)CO2＋＋H2O=H2SiO3↓＋(或2H2O＋2CO2＋=H2SiO3↓＋2)【分析】【解析】(1)由分析可知，H为一氧化碳。(2)E为SiO2，可以用于制光导纤维或作装饰品等。(3)A为C，反应③方程式为：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(4)由分析可知，B为CO2，F为Na2SiO3，反应④为：CO2＋＋H2O=H2SiO3↓＋(或2H2O＋2CO2＋=H2SiO3↓＋2)。18．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6]等，科学家应用以下流程提取镁元素，获取的矿物中主要含有橄榄石和少量Fe2O3、SiO2，回答下列问题(1)橄榄石中铁为_______价，辉石[CaMgSi2O6]的氧化物形式可表示为_______，辉石、斜长石及橄榄石属于_______(填“氧化物”、“混合物”或“硅酸盐”)。(2)为了提高“酸浸”效率，除了可以将矿物粉碎以外，还可以_______(写一条即可)。(3)“滤渣1”主要成分为_______和不溶性硅酸盐。该物质通过提纯后可以用于工业制取硅，写出化学方程式_______。(4)“氧化”的目的是_______，涉及到的离子方程式为_______。调节pH的目的是使某些金属离子水解为难溶氢氧化物而分离除去，“滤渣2”的成分为_______。【答案】(1)

+2

CaO·MgO·2SiO2

硅酸盐(2)适当升温或搅拌、延长浸取时间等(3)

SiO2

SiO2+2CSi+2CO↑(4)

将Fe2+氧化为Fe3+

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

Fe(OH)3【分析】(1)橄榄石中Mg是+2价，Si是+4价，O是－2价，根据化合价代数和为0可判断铁为+2价，依据原子守恒可知辉石[CaMgSi2O6]的氧化物形式可表示为CaO·MgO·2SiO2，根据辉石、斜长石及橄榄石的化学式可判断均属于硅酸盐。(2)依据外界条件对反应速率的影响可判断为了提高“酸浸”效率，除了可以将矿物粉碎以外，还可以适当升温或搅拌、延长浸取时间等。(3)“滤渣1”主要成分为SiO2和不溶性硅酸盐。该物质通过提纯后可以用于工业制取硅，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。(4)根据以上分析可知“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，涉及到的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。调节pH的目的是使铁离子水解为难溶氢氧化物而分离除去，“滤渣2”的成分为Fe(OH)3。19．工业上可用焦炭与石英砂(主要成分是)的混合物在高温条件下与氯气反应生成，如图装置可用于实验室制备。已知的沸点为55℃，且极易与水发生反应。请回答：(1)请补充完整装置A中发生反应的化学方程式：①_______、②。(2)装置C的仪器名称是_______，装置C的作用是_______。(3)装置D中吸收气体一段时间后，吸收液中肯定含有，，，还可能含有其他阴离子。某化学兴趣小组设计实验以检验该吸收液中可能还存在的某些其他阴离子(忽略空气中的影响)。【提出假设】假设1：有；假设2：有；假设3：……【设计方案】取少量吸收液于试管中，滴加稀硫酸至溶液略呈酸性，然后进行如下实验：Ⅰ、向吸收液中滴加淀粉KI溶液，若溶液变为_______，可验证假设1成立。Ⅱ、向吸收液中_______(简述实验操作和实验现象)，可验证假设2成立。【答案】(1)(2)

干燥管

防止装置D中的水蒸气进入装置B中导致与水反应(3)

蓝色

滴加品红溶液，若溶液褪色，加热后溶液又恢复红色【分析】(1)装置A中碳粉和石英砂发生反应生成Si和CO，反应的化学方程式为，故答案为：；(2)根据仪器的构造可知，装置C中的仪器为干燥管；装置C中的无水氯化钙可防止水蒸气进入装置B，与反应，故答案为：干燥管；防止装置D中的水蒸