2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第五章第三节 无机非金属材料 学案

试卷第=page11页，共=sectionpages33页第三节无机非金属材料比较碳和硅的性质了解硅酸盐产品一、碳、硅氧化物的性质比较题型演练1．下列说法不正确的是A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．二氧化硅能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以二氧化硅是两性氧化物C．硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料D．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O2．2021年，中国航天不断创造奇迹，“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤，“长征六号”送星入轨，“神舟十三号”载人飞天。腾飞中国离不开化学，下列有关说法正确的是A．“天问一号”所用的太阳能电池帆板，其主要材料是二氧化硅B．“嫦娥五号”运载火箭使用液氧、液氢推进剂，产物对环境无污染C．“长征六号”运载火箭箭体采用铝合金材料，是因为材料强度高、密度大、耐腐蚀D．“神舟飞船”航天员所使用的操纵杆采用碳纤维材料制作，碳纤维属于有机高分子材料3．化学与生产、生活、环境等密切相关。下列说法正确的是A．硅在自然界中主要以游离态存在B．“浮梁巧烧瓷”的“瓷”中主要是SiO2C．用风能发电可减少温室气体排放D．侯氏制碱法制备的碱是烧碱4．下列生活应用或生产活动，没有运用相应化学知识的是选项生活应用或生产活动化学知识A用SO2漂白纸张SO2具有氧化性B用铝槽车运输浓硝酸Al在冷的浓硝酸中发生钝化C用生石灰作食品干燥剂CaO易与水反应D用Si制作芯片Si是良好的半导体材料A．A B．B C．C D．D5．科技改变生活。下列说法错误的是A．北京冬奥会火炬“飞扬”的外壳由碳纤维复合材料制成，具有“轻、固、美”的特点B．“天问一号”火星车的热控保温材料——纳米气凝胶，可产生丁达尔效应C．“雷霆之星”速滑服采用银离子抗菌技术，可有效防护细菌侵入D．“天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片，其主要成分和光导纤维相同6．2022年4月16日A．核心舱变轨动力依靠电推发动机：相对于化学燃料更加经济与环保B．生活舱内配备环境控制与生命保障系统：航天员主要通过Na2O获取呼吸用氧C．可再生水循环系统：从尿液分离出纯净水，可以采用多次蒸馏的方法D．柔性砷化镓太阳能电池阵：砷化镓属于半导体，相对于硅电池，光电转化率更高7．“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞的中国离不开化学，新材料的发明与制造，推动着人类社会的进步和发展。下列有关材料的说法错误的是A．电阻率低、热导率高的石墨烯可用于制作超级导电材料B．华为4nm芯片即将上市，其中芯片的主要成分是高纯硅C．制作航天服的聚酯纤维属于新型无机非金属材料D．“蛟龙号”深潜器外壳使用的特种钛合金硬度高、耐高压、耐腐蚀二、硅酸盐的性质与应用1.硅酸及硅酸盐的性质（1）硅酸（H2SiO3）：不溶于水，二元弱酸，其酸性比碳酸还要弱。硅酸凝胶脱水后形成硅胶，可作为干燥剂或催化剂载体。（2）硅酸钠：俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，可作为建筑粘合剂，木材、纺织品的防腐剂。Na2SiO3+2HCl===H2SiO3(胶体)+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3(胶体)+Na2CO3（该反应可证明硅酸酸性比碳酸酸性弱）（3）硅酸盐的组成表示方法：硅酸盐一般组成比较复杂，因而常用氧化物的形式表示：①氧化物顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。②除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数；若出现分数，应化为整数；氧化物之间以“·”隔开。③如正长石KAlSi3O8可写成K2O·Al2O3·6SiO2。但注意，硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。2.主要的硅酸盐产品题型演练8．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁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．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点9．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是A．高纯硅可用于制作光感电池B．铝合金大量用于高铁建设C．活性炭具有除异味和杀菌作用D．碘酒可用于皮肤外用消毒10．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关11．能实现下列物质间直接转化的元素是A． B． C． D．12．硅是组成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为B．碳化硅()的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为D．氮化硅()、氧化铝()、碳化硅()和二氧化锆()都可用作制高温结构陶瓷的材料13．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃已知：SiHCl3遇水H2O强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是（

）A．装置B中的试剂是浓硫酸B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化14．高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)下列说法不正确的是A．步骤①的化学方程式：SiO2+CSi+CO2↑B．步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子C．步骤③中的反应为氧化还原反应D．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料15．化学与生活、生产密切相关。下列说法不正确的是A．5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应B．75%(体积分数)的酒精溶液能使蛋白质变性从而起到杀菌作用C．汽车安全气囊中含叠氮化钠，受撞击后会快速分解产生氮气和金属钠D．“东风夜放花干树，更吹落，星如雨”中所描述的场景中涉及焰色反应16．《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，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理化学变化 B．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料17．“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，下列有关说法中正确的是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18．下列物品或设施：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟⑦水晶项链⑧硅太阳能电池⑨光导纤维⑩计算机芯片(1)使用了硅单质的是___________(填序号，下同)。(2)使用了二氧化硅的是___________。(3)使用了硅酸盐材料的是___________。参考答案1．B【详解】A.硅是良好的半导体材料，是人类将太阳能转换为电能的常用材料如硅太阳能电池板，A正确；B.由于二氧化硅与氢氟酸反应是氢氟酸的特性不是酸的通性，所以二氧化硅不是两性氧化物，而是酸性氧化物，B错误；C.硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料，C正确；D.根据原子守恒可知，硅酸盐钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O，D正确；故答案为：B。2．B【详解】A．晶体硅为良好的半导体材料是制造太阳能电池的主要原料，二氧化硅不具有此性质，“天问一号”所用的太阳能电池帆板，其主要材料是晶体硅，A错误；B．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，反应生成水，产物对环境无污染，B正确；C．“长征六号”运载火箭箭体采用铝合金材料，是因为材料强度高具有高强度和耐高温、耐腐蚀、密度小，C错误；D．碳纤维为碳单质，不属于有机高分子材料，D错误；故选B。3．C【详解】A．硅在自然界中以化合态形式存在，主要以硅酸盐和氧化物的形式，A错误；B．瓷器是主要原料黏土烧结而成，瓷器中主要含有多种硅酸盐，B错误；C．用风能发电可减少火力发电，有利于实现“低碳经济”，减少温室气体的排放，C正确；D．侯氏制碱法制备的是Na2CO3，Na2CO3俗称纯碱，D错误；答案选C。4．A【详解】A．SO2可用于漂白纸浆，是因为二氧化硫具有漂白性，与氧化性无关，故A错误；B．常温下铝与浓硝酸发生了钝化，在金属的表面生成一层致密的金属氧化物，阻止了金属和酸继续反应，所以可用铝槽车运输浓硝酸，故B正确；C．生石灰作食品干燥剂是因为氧化钙易与水反应生成氢氧化钙，故C正确；D．硅位于金属与非金属的交界处，具有金属与非金属的性质，硅是一种良好的半导体材料，可用Si作计算机芯片，故D正确；故选：A。5．D【详解】A．碳纤维是含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，北京冬奥会火炬“飞扬”的外壳由碳纤维复合材料制成，具有“轻、固、美”的特点，故A正确；B．胶体可产生丁达尔效应，故B正确；C．“雷霆之星”速滑服采用银离子抗菌技术，重金属离子能使蛋白质变性，可有效防护细菌侵入，故C正确；D．计算芯片的成分是单质硅，光导纤维的成分是二氧化硅，故D错误；选D。6．B【详解】A．核心舱变轨动力依靠电推发动机，其电能来源于太阳能电池，化学燃料电池可能产生CO等污染物，而太阳能硅板能直接将太阳能转化为电能，更加经济环保，故A正确；B．Na2O与CO2、H2O等物质反应生成Na2CO3、NaOH，不能生成O2，不能提供呼吸所需的氧气，实际上航天员主要通过Na2O2获取呼吸用氧，故B错误；C．尿液中含有水和NaCl等物质，可采用蒸馏法分离水或多次蒸馏分离水，为宇航员提供生活用水，实现水循环再生，故C正确；D．砷化镓导电性介于导体与绝缘体之间，则砷化镓属于半导体材料，具有很高的电子迁移率，电子迁移率约为硅材料的5.7倍，相同条件下，砷化镓能更快地传导电流，故D正确；故选：B。7．C【详解】A．石墨烯的电阻率低、热导率高，可用于制作超级导电材料，A正确；B．高纯硅是良好的半导体，芯片的主要成分是高纯硅，B正确；C．聚酯纤维属于新型有机非金属材料，C错误；D．合金的性质要优于单组分，特种钛合金硬度高、耐高压、耐腐蚀，D正确；答案选C。8．A【分析】陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。【详解】A项、氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；B项、秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故B正确；C项、陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；D项、陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故D正确。故选A。【点睛】本题考查物质的性质，侧重分析与应用能力的考查，注意化学与生活的联系，把握物质性质、反应与用途为解答的关键。9．C【详解】A、硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，A正确；B、铝合金硬度大，可用于高铁建设，B正确；C、活性炭具有吸附性，可用于除异味，但不能杀菌消毒，C错误；D、碘酒能使蛋白质变性，可用于皮肤外用消毒，D正确；答案选C。10．C【分析】A.雾和霾的分散剂均是空气；B.根据示意图分析；C.在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂；D.氮肥会释放出氨气。【详解】A.雾的分散剂是空气，分散质是水。霾的分散剂是空气，分散质固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A正确；B.由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B正确；C.NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，C错误；D.氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D正确。答案选C。【点睛】结合示意图的转化关系明确雾霾的形成原理是解答的关键，氨气作用判断是解答的易错点。本题情境真实，应用导向，聚焦学科核心素养，既可以引导考生认识与化学有关的社会热点问题，形成可持续发展的意识和绿色化学观念，又体现了高考评价体系中的应用性和综合性考查要求。11．B【详解】A．硅可与氧气反应生成二氧化硅，但二氧化硅与水不反应，不符合题意转化关系，故A不选；B．硫可与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠属于盐，可实现这一系列转化，故B选；C．铜和氧气反应生成氧化铜，但氧化铜不溶于水，也不与水反应，不符合题意转化关系，故C不选；D．铁与氧气点燃生成四氧化三铁，但四氧化三铁与水不反应，不符合题意转化关系，故D不选；故选B。12．C【详解】A．氮化硅中各元素的原子最外层达到8电子稳定结构。硅原子最外层电子数为4，氮原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，则应有二者个数的比为3:4，其化学式为，故A正确；B．碳化硅()为原子晶体，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，故B正确；C．光导纤维的主要成分为二氧化硅，是一种新型无机非金属材料，故C错误；D．氮化硅()和碳化硅()均属于原子晶体，氧化铝()和二氧化锆()均属于离子晶体，熔点高，都可用作制高温结构陶瓷的材料，故D正确；故选C。13．B【详解】A．SiHCl3遇水H2O强烈水解，所以H2应干燥，故装置B中的试剂是浓硫酸，A正确；B．SiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；C．SiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；D．制高纯硅时，温度在1100～1200℃，所以D不能采用普通玻璃管，D故选B。14．A【详解】A．二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，A项错误；B．步骤①中Si的化合价降低4，转移电子数为4mol，B项正确；C．SiHCl3与过量的氢气生成硅单质，化合价发生变化，发生了氧化还原反应，C项正确；D．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，D项