高考化学一轮复习 课时练13 硅无机非金属材料（含解析）

硅无机非金属材料

基础巩固

1.（2020天津学业水平等级考适应性测试）下列“中国制造”所用的材料属于无机非金属材料

的是（）

B.“天眼”反射面板

所用铝合金

D.“蛟龙号”所用钛

合金

2.（2020华中师大一附中质量测评）碳元素是自然界中与人类关系最密切的元素，金刚石、石墨

和石墨烯是碳元素常见的同素异形体。下列与碳元素相关的说法错误的是（）

C.石墨烯属于烯燃,能够发生加成反应

D.碳纤维质轻、强度大,可作为航空器材的结构材料

3.（2020湖南长沙七校联考）化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是（）

A.全球首段光伏高速公路亮相济南,光伏发电所用电池板主要材料是二氧化硅

B.《物理小识》记载“青帆（绿矶）厂气熏人,衣服当之易烂，栽木不茂”，青矶厂气是C0和CO?

C.平昌冬奥会”北京8分钟”主创团队用石墨烯制作发热服饰，说明石墨烯是能导热的金属材

料

D.《本草纲目》描述“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁，取碱浣衣”，其中的碱是K2CO3

4.（2020黑龙江牡丹江第一高级中学期末）硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说

法正确的是（）

3。8,可用K"0•ALO,•6Si0z表示

B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂

C.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐

D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池

5.《天工开物》记载：“凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“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

()

B.“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化

D.泥坯烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦

6.(2020广东清远第一中学实验学校月考)将过量CO2分别通入①CaCb溶液,②NaBiOs溶液,③

Ca(OH)z溶液,④饱和NazCOs溶液,⑤Na[Al(OH)J溶液,最终溶液变浑浊的是()

A.①②⑤B.②④⑤

C.②③⑤D.②③④

7.(2020福建泉州第十六中学期中)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多

晶硅的简易过程。

回答下列问题：

I.硅粉与HC1在300℃时反应生成1molSiHCL气体和压，放出225kJ热量,该反应的热化

学方程式为-SiHCL的电子式

为o

II.将SiCL氢化为SiHCL有三种方法,对应的反应依次为：

①SiCL(g)+H2(g)—►SiHCL(g)+HC1(g)AH〉0

②3SiCL(g)+2&(g)+Si(s)—^SiHCLCg)A名〈0

③2SiCL(g)+H2(g)+Si(s)+HC1(g)--3SiHCl3(g)A旦

(1)氢化过程中所需的高纯度乂可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生压的电极名称

(填“阳极”或“阴极”)，该电极的电极反应为。

⑵反应③的AA=(用△必和△万表示)。

⑶由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCL、SiHCh和Si外,还有(填

分子式)。

能力提升

8.(2020安徽肥东县高级中学高三调研)化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si

与0H反应生成SiOf,然后SiO1迅速水解生成H4Si04o下列有关说法正确的是()

A.硅酸钠(NazSi()3)俗名是水玻璃,能迅速水解,且水解后呈碱性

B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品

C.2HCl+Na2SiO3-H2SiO3；+2NaCl说明氯的非金属性大于硅

D.半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅制成晶体硅

9.（2020浙江7月选考,24）CasSiOs是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的

是（）

A.可发生反应:CasSiCWNHd—CaSiOs+ZCaC/NH3T+2H20

B.具有吸水性,需要密封保存

2反应生成新盐

D.与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2

10.（2020湖南长郡中学高三模拟）往含0.2molNaOH和0.1molBa（OH%的混合溶液中持续稳

定地通入CO2气体6.72L（标准状况下），在这一过程中，下列有关溶液中离子总物质的量（〃）随

通入CO?气体体积（分的变化曲线中正确的是（离子水解忽略不计）（）

1L二氯二氢硅（SiH£k）常用于外延法工艺中重要的硅源。该物质易燃、有毒,与水接触易水

解,沸点为&2℃«在铜催化作用下,HC1与硅在250〜260℃反应可以制得SiH2c乂。

（1）利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HC1,利用了浓硫酸的性。

（2）D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式

为。

（3）按照气体从左到右的方向，制取SiH£L的装置（h处用止水夹夹好）连接顺序为

a-（）一（）一（）一（）一（）一（）一（）（填仪器接口的字母，其中

装置C用到2次）。

（4）按从左到右的顺序,前面装置C中装的药品为,后面装置C的作用

为o

（5）反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和、等。

（6）新的制取SiH2cL的方法:往硅粉中先通入CL,在300~350℃反应生成SiCl4）然后再与HC1

在250~260℃反应,可以大大提高产率。如果通入气体顺序相反,结果是

（用化学方程式表示）。

拓展深化

12.（2020江西上饶月考）光纤通信是光导纤维传送信号的一种通信手段,合成光导纤维及氮化

硅（一种无机涂层）的工艺流程如下：

回答下列问题:

（1）反应I的化学方程式为2C+SiO2-Si+2C0t,其中还原剂为（填化学式），该反

高温

应涉及的副反应可能有（碳不足）C+SiO2=Si+CO2t和（碳足

量）o

（2）经反应n所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：

组

分

SiCl4SiHCLS1H2CI2HC1BCI3PCI3

名

称

质

量0.0460.0000.0010.001

分239357

数

沸

点85

/℃

图中“操作X”的名称为;PCL的电子式为o

⑶已知反应IV的化学方程式为3SiCL+4NH3「弋SisM+lZHCl,则反应III和IV中尾气的用途

为。若向一个2L恒容密闭容器中投入1molSiCL和1molNH3,6min

后反应完全,则0〜6min内,HC1的平均反应速率为mol•L•min'o

课时规范练13硅无机非金属材料

1.C宇航服所用聚酯纤维为有机合成高分子材料，故A错误；“天眼”反射面板所用铝合金属

于金属材料,故B错误;港珠澳大桥所用水泥为硅酸盐材料,属于无机非金属材料,故C正

确；“蛟龙号”所用钛合金属于金属材料，故D错误。

2.C金刚石是自然界中硬度最大的天然材料，故A正确;石墨在一定条件下转化成金刚石存在

旧键断裂和新键生成,该转化过程是化学变化,故B正确;石墨烯为碳单质,不属于烯煌,故C错

误;碳纤维质轻、强度大,可作为航空器材的结构材料,故D正确。

3.D光伏发电所用电池板的主要材料是晶体硅,A错误;题中所说的“青研厂气”，指的是煨

烧硫酸亚铁(FeSO4-7H20)后产生的三氧化硫和二氧化硫;这类气体遇水或湿空气会生成硫酸、

亚硫酸或具有腐蚀性的酸雾,B错误;石墨烯是非金属材料,C错误;草木灰的主要成分是碳酸钾,

用水溶解时碳酸钾水解导致溶液呈碱性,D正确。

4.A硅酸盐KAlSisOs可用氧化物的形式表示成K2O"AkOs"SiO',选项A正确;水玻璃为硅酸

钠的水溶液,属于混合物,选项B错误;水晶的主要成分是二氧化硅,二氧化硅是氧化物,不是硅

酸盐,选项C错误;二氧化硅可用于制造光导纤维,高纯硅可用于制造太阳能电池,选项D错误。

5.CA项，由“择取无砂粘土而为之”，说明粘土是制砖瓦和水泥的主要原料,正确;B项，“燃

薪举火”是提供高温的环境,使粘土发生复杂的物理化学变化,正确;C项，沙子的主要成分为

二氧化硅,错误;D项,粘土中有一定量的铁元素,泥坯烧制后自然冷却成红瓦(含氧化铁)，浇水

冷却时碳与水反应得到CO和压,可将三价铁还原为二价亚铁,形成青瓦,正确。

6.B①碳酸酸性比盐酸弱,CO?与CaCL溶液不会反应,不变浑浊;②碳酸酸性比硅酸强,过量的

他与NazSiOs溶液反应:2C02+NazSi03+2H20—2NaHCO3+H2SiO3I,变浑浊;③酸性氧化物能与碱反

应,过量的CO?与Ca(0H)2反应:Ca(OH)2+2CO2—Ca(HCO3)2,不变浑浊;④过量的CO,通入饱和

NazCOs溶液中发生反应:Na2cO3+H2O+CO2——2NaHC03L因为碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,变浑浊；

⑤过量的CO?通入NaAlOz溶液中发生反应:COz+ZNaAlCkHBlM—2A1(0H)33+Na2C03,变浑浊。

.・・•：・C1・：•・•

.答案I.Si(s)+3HCl(g)^—SiHCl(g)+H(g)A^225kJ•mol1ClSi：Cl

732•・・.•・••・

H

II.⑴阴极2H20+2e-H2f+20H(2)AAA必

⑶HC1、压

解析：I.根据题意,硅粉与HC1在300℃反应的热化学方程式为

1

Si(s)+3HC1(g)——SiHCl3(g)+H2(g)A层225kJ•mol;SiHCL中所有原子达稳定状态，其电子

・・•・：・ci：•・•

式为：ClSi：Clo

•・.••・•・

H

II.(1)根据电解原理,阴极上产生H2)阴极电极反应式为2H20+2e-H2t+20H。

(2)根据盖斯定律，由②①得到反应③,即&晞'压、出。

(3)根据流程可知，循环使用的物质除SiCL、SiHCL和Si夕卜，还有HC1、出。

8.D硅酸钠(NazSiOj的水溶液俗名是水玻璃,是强碱弱酸盐,水解后呈碱性,A错误;石英的主

要成分是SiO2,不是硅酸盐,所以石英玻璃不属于硅酸盐产品,B错

T^;2HCl+Na2SiO3——H2SiO3I+2NaCl说明酸性HC1大于昧血，由于盐酸为无氧酸，因此不能证

明氯的非金属性大于硅,c错误;沙子的主要成分是Si02,以沙子为原料经过还原得到晶体Si,

制成各种半导体电器，被人们使用，所以半导体工业所说的“从沙滩到家庭”是指将二氧化硅

制成晶体硅,D正确。

9.DCasSiOs可写作3CaO•Si02,则其与MCI加热时可发生反应,得到CaSiO3>CaCl2>NL和

HOA项正确;CasSiOs有吸水性,易板结,应密封保存,B项正确;SO?对应的酸为H2SO3,为中强

酸,SO?能与CasSiOs反应生成新盐CaS03,C项正确;CasSiOs与盐酸反应会生成H£i()3沉淀,而不

是SiOz,D项错误。

+2+

10.B根据电离方程式NaOH—Na+0H,Ba(0H)2——Ba+20H,可知在含0.2molNa0H和

672L

0.lmolBa(0H)22的物质的量77(CO2)=',t=0.3moi，把CO?气体通入混合溶液中，首先发生反

2+

应的离子方程式为Ba+20H+C02—BaCO33+H20,当0.ImolBagH)/体积为2.24L),此时离子的

物质的量减少0.3mol,溶液中剩余离子的物质的量为0.4mol,排除D选项;然后发生反应的离

子方程式为C02+20H'—C0『+H222气体,发生反应的离子方程式为C0『+H2+C02——2HC032完全反

应,溶液中离子的物质的量增加0.Imol,此时溶液中离子的物质的量为0.3mol+0.lmol=0.4mol,

排除C选项,故合理选项是Bo

250〜260C

11.答案⑴吸水(2)Si+2HC1iSiH2cI2

(3)defgbcd

(4)P2()5或无水CaCb尾气处理和防止空气中的水蒸气进入B中(5)SiCl4SiHCl3

(6)542口2+202="5:1口4+211口(或SiH2Cl2+Cl2=SiHC13+HCl)

解析：(1)浓硫酸有吸水性,且吸水后放热，使浓盐酸更易挥发出HClo

(2)根据题意并利用原子守恒法可配平反应的化学方程式。

(3)利用A装置制取HC1,连接C装置干燥,再从f进入D中反应,SiH2ck从g处挥发,在B

装置中收集,SiH2cL的密度比空气大,导气管应长进短出，为防止空气中的水蒸气进入B