5.3 无机非金属材料-高一化学人教版（2019）必修二小节测试

5.3无机非金属材料——高一化学人教版（2019）必修二小节测试1.文物是承载中华文化的血脉。以下文物的主要材质属于无机非金属材料的是()选项ABCD文物名称明初白釉贴花带盖瓶北宋木雕罗汉像西汉丝质素纱禅衣西汉文帝行玺金印A.A B.B C.C D.D2.化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是()A.手机芯片的主要成分是B.国产飞机C919用到的氨化硅陶瓷属于新型无机非金属材料C.富勒烯、碳纳米管均属于新型无机非金属材料D.碳化硅陶瓷可用作砂纸和砂轮的磨料3.绿柱石又称绿宝石，其主要成分为，也可以用和金属氧化物的形式表示，则n为()A.1 B.2 C.3 D.44.“四面天成体，硅酸不二盐。合分催化易，贵贱识瑕难。粉碎出新质，熔融弃旧观。单晶福四海，共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是()A.硅酸盐主要以正盐形式存在B.硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体C.硅晶体用于制作光导纤维D.大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点5.半导体工业有“从沙滩到用户”的行话，此过程中涉及的反应之一为。下列说法正确的是()A.该反应表明非金属性：C>SiB.可用于制备光导纤维C.Si常用于制备芯片、玻璃纤维D.利用该反应可得到高纯度的Si单质6.2024年4月，伴随着“红烟”滚滚，神舟十八号载人飞船顺利发射，此次飞船首次采用大容量长寿命高可靠的锂离子蓄电池，开启神舟飞船电源的新征程。下列有关说法错误的是()A.飞船太阳能电池帆板使用的半导体材料GaAs可用单质硅代替B.飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料C.飞船首次采用的锂离子蓄电池将电能转化为化学能供飞船使用D.发射时产生的“红烟”是因为飞船加注的氧化剂受热分解产生气体有关7.下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是()A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中B.反应和，是相互矛盾的，不可能都能发生C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D.祖母绿的主要成分为，用氧化物形式表示为8.水泥是人类最伟大的发明之一，主要成分为硅酸三钙。将其与适量的水反应，形成相互交联的结构，反应如下：（放热反应）。但是，需要避免交联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙。我国三峡大坝的建设者在全世界首创了以冰代水的浇灌方法，有效解决了这一问题，保证了大坝建筑质量。下列说法错误的是()A.水泥由黏土和石灰石等研磨、煅烧制得B.石膏可以调节水泥的硬化速率C.水的作用是提供结晶水以稳定交联结构D.以冰代水的优点是减少了热膨胀及水蒸气的产生9.高纯度单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”。这种材料可以按下列方法制备：（粗）（纯），下列说法正确的是()A.步骤①的化学方程式为B.步骤①②③中每生成或反应1molSi，转移C.能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D.（沸点为33.0℃）中含有少量的（沸点为67.6℃），通过蒸馏（或分馏）操作可提纯10.下列物质转化不能实现的是（）A.B.C.D.11.高纯单晶硅是重要的半导体材料，在各种集成电路、芯片和CPU的制作中有不可替代的作用。实验室中模拟制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置略去），下列说法错误的是()已知电负性：Cl>H>Si，的沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，在空气中易自燃，遇水会剧烈反应。A.实验过程中，加热石英管前应先对进行验纯B.实验开始时，排尽装置中的空气是为了防止自燃和水解C.尾气通入NaOH溶液中，发生反应的化学方程式为D.为提高装置IV中的利用率，装置Ⅲ应使用冷水浴12.某同学用如图装置设计实验探究非金属性：C>Si，选取试剂最合理的是()选项a中试剂b中试剂c中试剂A硝酸B盐酸溶液C硫酸溶液D硫酸A.A B.B C.C D.D13.制备芯片的主要原料是单晶硅，制取纯硅的过程如图。下列说法正确的是()A.因为碳的非金属性比硅强，所以步骤①中能发生B.二氧化硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C.（沸点31.8℃）中含有少量的（沸点57.6℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯D.14g纯硅中含有的共价键数目为214.碳纳米管、石墨烯、等新型碳材料具有广阔的应用前景。下列说法正确的是()A.碳纳米管属于胶体分散系 B.石墨烯属于有机化合物C.与金刚石互为同素异形体 D.均具有相同的熔点15.由制高纯硅的流程如图所示，下列判断错误的是()A.①②③均属于氧化还原反应B.和HCl均可循环利用C.是一种坚硬难熔的固体D.三氯甲硅烷（）的摩尔质量为135.5g16.氮化硅（）因其在高温和高频条件下的优异性能，成为现代微电子领域的重要材料。工业上用石英砂和原料气（含和少量）制备的操作流程如下（已知：粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物；常温下除与氢氟酸反应外不与其他酸反应），下列叙述不正确的是()A.“还原”时焦炭主要被氧化为B.“高温氮化”反应的化学方程式为：C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“稀酸Y”可选用稀硝酸17.由粗（含少量杂质）制备纯的流程如图所示，下列说法错误的是()A.是酸性氧化物，因此不和任何酸反应B.步骤Ⅱ中的主要反应是C.X可用作木材防火剂D.若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行18.下列化学反应表示错误的是()A.氢氧化铍溶于强碱：B.可溶性铝盐净水原理：C.硅与氢氧化钠溶液反应：D.焦炭与石英砂反应：19.清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图：制造原理：，除去杂质的原理：，下列说法中不正确的是()A.操作1所需玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒B.固体X为，可用于电解制C.操作2为洗涤、烘干D.溶液直接加热蒸发的固体产物可能为20.氮化硅（）是一种高温结构陶瓷材料，它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成氮化硅的一种工艺流程如图所示，下列说法正确的是()已知：在潮湿的空气中易水解，产生白雾，中各元素的化合价与相同。A.该流程中可循环使用的物质是B.第①步反应中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊C.图示①～④的变化中，属于氧化还原反应的是①②③D.第③步反应可用氨水代替21.硅是带来人类文明的重要元素之一，工业上可用石英砂制备硅单质。(1)硅和锗(Ge)属于同主族元素。下列推测不合理的是___________(填字母)。a.与的最外层电子数均为4 b.常温下是气体c.酸性： d.和都可做半导体材料(2)下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。①洗涤石英砂的目的是___________。②在以上流程中，能否将盐酸改为溶液，请说明理由：___________。(3)氮化硅()是一种重要的结构陶瓷材料，可由石英与焦炭在高温的氮气中制得。反应的化学方程式为。①该反应中的氧化剂为___________(填化学式)。②若生成标准状况下，则生成氮化硅的质量是___________(保留1位小数)。(4)我国成功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(主要成分为)、斜长石(主要成分为)和橄榄石(主要成分为)等，橄榄石的主要成分中铁元素为___________价，橄榄石的主要成分的氧化物形式可表示为___________。辉石、斜长石及橄榄石的主要成分均属于___________(填“氧化物”“混合物”或“硅酸盐”)。22.硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题。（1）硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列物质不属于硅酸盐的是______（填序号）。①玻璃②石灰石③陶瓷④黏土⑤砖瓦⑥水泥⑦沙子（2）制备陶瓷和水泥时用到的相同原料是_________。（3）与在高温下充分反应，可生成标准状况下气体_________L。（4）我国成功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（）和橄榄石（）等，则辉石的氧化物形式可表示为_________，斜长石________（填“难”或“易”）溶于水，完全溶解于盐酸中消耗溶质HCl_________mol。23.硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：（1）硅元素在元素周期表的位置是___________。（2）沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法正确的是___________(填字母)。A.可用于制造光导纤维而不能直接作芯片B.既能溶于氢氟酸、也能溶于氢氧化钠，是两性氧化物C.普通玻璃是由、石灰石和纯碱制成的，其熔点很高（3）硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图：①该生产过程中可以循环使用的物质是___________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、HCl和一种气体单质，写出发生反应的化学方程式___________。（4）新型陶瓷材料氮化硅可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下：。若生成标准状况下33.6LCO时，反应过程中转移的电子为___________mol。（5）某同学设计的如图实验装置证明非金属性：N>C>Si。所用到的试剂：①稀；②碳酸钙；③溶液。你认为该同学实验能否说明N、C、Si非金属性强弱，若能或者不能，请用必要的文字及化学方程式说明___________。24.利用硅酸锂制备碳酸锂和高纯硅的工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）“沉硅”过程发生反应的离子方程式为______。（2）“过滤”所需的玻璃仪器有______。（3）“浓缩”的目的为______。（4）根据流程分析物质的溶解度：______（填“>”或“＜”）。（5）“制备”过程发生反应的化学方程式为______。（6）“还原”过程中两种反应物的物质的量之比为______。（7）写出两种高纯硅的用途：______。25.晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；②粗硅与干燥HCl气体反应制得：；③与过量在1000~1100℃反应制得纯硅。已知能与剧烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为______________。（2）用与过量反应制备纯硅的装置如图所示（热源及夹持装置均已略去）：①装置B中的试剂是_______。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________。②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是_______________，装置D中发生反应的化学方程式为_________________。③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性、控制好反应温度以及______________。

答案以及解析1.答案：A解析：“明初白釉贴花带盖瓶”的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，A正确；“北宋木雕罗汉像”是由木材雕刻而成，主要成分为纤维素等，B错误：“西汉丝质素纱禅衣”是由丝质物质纺织而成，主要成分为蛋白质，C错误；“西汉文帝行玺金印”的主要成分为合金，D错误。2.答案：A解析：Si是良好的半导体材料，手机芯片的主要成分是Si，不是，A错误；氮化硅陶瓷具有耐高温、耐磨损、超硬等性质，属于新型无机非金属材料，B正确；富勒烯、碳纳米管、石墨烯等是一类新型无机非金属材料，C正确；碳化硅中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，D正确。3.答案：C解析：根据化合物中各元素原子的化合价的代数和为0可知，，解得。故选C。4.答案：C解析：硅酸盐主要以正盐形式存在，A正确；在硅酸盐结构中，每个Si—般被4个O包围，构成硅氧四面体，B正确；硅晶体用于制作计算机芯片、太阳能电池板，二氧化硅用于制作光导纤维，C错误；硅酸盐中，Si和O构成硅氧四面体，硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有耐高温、耐腐蚀的特点，D正确。5.答案：B解析：该反应中，C元素的化合价升高，Si元素的化合价降低，失电子能力C>Si，故该反应不能表明非金属性C>Si，A错误；Si常用于制备芯片，玻璃纤维的主要成分是等，C错误；利用该反应可制得粗硅，不能得到高纯度的Si单质，D错误。6.答案：C解析：A.晶体硅是良好的半导体材料，故飞船太阳能电池帆板使用的半导体材料GaAs可用单质硅代替，A正确；B.飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷具有耐高温的特性，属于新型无机非金属材料，B正确；C.飞船首次采用的锂离子蓄电池放电时是原电池，将化学能转化为电能，即飞船首次采用的锂离子蓄电池将化学能转化为电能供飞船使用，C错误；D.受热分解会产生红棕色气体，故发射时产生的“红烟”是因为飞船加注的氧化剂受热分解生成了二氧化氮气体有关，D正确；故选C。7.答案：D解析：硅酸钠本身是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结，A错误；两个反应的反应条件不同，第一个反应是在溶液中进行，相对强的酸可以制取相对弱的酸，而高温条件下，是气体，逸出反应体系，能促使第二个反应发生，两个反应都能发生，B错误；石英玻璃的主要成分为，属于氧化物，不属于硅酸盐，C错误。8.答案：C解析：水泥由石灰石和黏土等研磨混合，经高温煅烧制得，A正确；水泥生产过程中加入石膏的目的是调节水泥的凝结硬化速率，调整水泥的凝结时间，B正确；水与硅酸三钙发生化学反应，生成的产物之间可以形成相互交联的结构，C错误；硅酸三钙与水反应放热，以冰代水减少了热膨胀及水蒸气产生的气泡，保证建筑质量，D正确。9.答案：D解析：高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为，A错误；步骤①中Si元素的化合价降低，生成1molSi，转移电子的物质的量为4mol，步骤②中Si转化为，Si元素的化合价升高，转移电子的物质的量为2mol，步骤③中转化为Si，每生成1molSi，转移电子的物质的量也为2mol，B错误；和Si均能与氢氟酸反应，C错误；沸点相差30℃以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，故可通过蒸馏（或分馏）操作提纯，D正确。10.答案：D解析：A.二氧化硅和碳反应生成一氧化碳和粗硅，粗硅与HCl反应生成，在氢气作用下生成高纯硅，，，，A正确；B.通入，生成，加热分解生成，，B正确；C.，，，C正确；D.，，，，，NO与水不反应，D错误；故选D。11.答案：D解析：实验过程中，应先对进行验纯再加热石英管，防止氢气不纯造成危险，A正确；在空气中易自燃，遇水会剧烈反应，实验开始时，排尽装置中的空气是为了防止自燃和水解，B正确；电负性：Cl>H>Si，中H为-1价，具有还原性，可与氢氧化钠溶液发生归中反应，化学方程式为，C正确；装置Ⅲ的作用是使汽化，汽化后的与氢气在石英管中反应，不可使用冷水浴，D错误。12.答案：C解析：若要证明非金属性C>Si，则需要证明酸性。先用不具有挥发性的酸制得，再将制得的通入溶液中，若有白色沉淀生成，则可证明酸性。硝酸易挥发，且不与除氢氟酸以外的其他酸发生反应，A错误；盐酸易挥发，试管中的白色沉淀有可能是挥发的HCl与溶液反应生成的，B错误；是微溶物，生成的会覆盖在表面，阻止反应进行，故不能用硫酸和反应制取，D错误。13.答案：C解析：步骤①中反应产物应为CO，并且该反应中碳表现还原性，硅是还原产物，只能说明还原性：碳>硅，无法说明碳的非金属性比硅强，A错误；二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于水，也不能与水反应生成硅酸，B错误；（沸点31.8℃）中含有少量的（沸点57.6℃），二者互溶且沸点差距较大，可以通过蒸馏（或分馏）分离提纯，C正确；14g（即0.5mol）纯硅中含有的共价键数目为，D错误。14.答案：C解析：碳纳米管是一种一维纳米材料，是纯净物，分散系为混合物，碳纳米管不属于胶体分散系，A错误；石墨烯是石墨剥离出的单层碳原子结构的单质，不属于有机化合物，B错误；与金刚石均属于碳的单质，互为同素异形体，C正确；不同的新型碳材料因结构不同而具有不同的熔点，D错误。15.答案：D解析：①②③反应前后均存在元素化合价的变化，故①②③发生的反应均是氧化还原反应，A正确；由制高纯硅的反应过程中生成和HCl，同时和HCl也可作为反应物参与其他化学反应，故和HCl均可循环利用，B正确；的熔点比较高，硬度比较大，C正确；三氯甲硅烷的摩尔质量为，D错误。16.答案：A解析：A.“还原”时焦炭主要被氧化为CO，A错误；B.“高温氮化”反应为硅与氮气反应生成，化学方程式为，B正确；C.原料气可以为空气，通过灼热的铜粉除去氧气得到氮气，故“操作X”为原料气通过灼热的铜粉，C正确；D.“酸洗”目的是除去中含有的Fe、Cu的单质及化合物，Fe、Cu的单质及化合物可以与稀硝酸反应而溶解，而与稀硝酸不反应，故“稀酸Y”可选用稀硝酸，D正确；答案选A。17.答案：A解析：A.是酸性氧化物，但二氧化硅能与HF反应生成四氟化硅和水，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：，B正确；C.硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，C正确；D.步骤Ⅲ为灼烧固体分解，灼烧固体应在坩埚中进行，D正确；18.答案：B解析：A.氢氧化铍是两性氢氧化物，溶于强碱，反应离子方程式为，故A正确；B.铝离子水解生成氢氧化铝，吸附水中悬浮杂质，可溶性铝盐净水原理为，故B错误；C.硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的化学方程式为，故C正确；D.焦炭与石英砂反应，化学方程式为，故D正确；答案选B。19.答案：B解析：A.操作1将溶液和固体分开，采用过滤操作，所需玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒，A正确；B.晶体在中分解得到固体X为，可用于电解制，MgO熔点过高，不用于电解制取Mg，B错误；C.操作2为洗涤、烘干得到Si，C正确；D.镁离子在水溶液中水解，溶液直接加热蒸发的固体产物可能为，故D正确；故选B。20.答案：A解析：根据反应，流程中可循环使用的物质是，故A正确；，故B错误；属于氧化还原反应的是①②，C错误；已知在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，不能用氨水代替，故D错误。21.答案：(1)bc(2)除去石英砂表面的杂质；不能，二氧化硅能与溶液反应(3)；17.5g(4)+2；；硅酸盐解析:（1）a.和是同主族元素，最外层电子数均为4，故a正确；b.同主族元素具有相似的性质，常温下是固体，故也是固体，故b错误；c.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，因此酸性：，故c错误；d.和在金属与非金属的交界处，既有金属性，也由非金属性，导电性介于导体和绝缘体之间，故都可做半导体材料，故d正确。故选bc；（2）①石英石不溶于水，氯化钠易溶于水，氧化铝难溶于水，因此洗涤石英砂的目的是除去石英砂表面的杂质；②在以上流程中，用盐酸讲氧化铝溶解，而二氧化硅与盐酸不反应，因此溶解后过滤得到二氧化硅，由于二氧化硅能和氢氧化钠反应，故不能将盐酸改为氢氧化钠；（3）①在反应中，C的化合价由0升高到+2，被氧化，N的化合价由0价降低到-3价，被还原，故氧化剂为；②若生成标准状况下，即物质的量为，根据化学方程式即可得到氮化硅的质量为；（4）橄榄石中的化合价为+2价，Si是+4价，O为-2价；根据化合价代数和为0可判断铁为+2价；根据原子守恒可知橄榄石(主要成分为)的氧化物形式可表示为；根据辉石、斜长石及橄榄石的化学式，可判断均为硅酸盐。22.答案：（1）②⑦（2）黏土（3）2.24（4）；难；8解析：（1）玻璃、陶瓷、黏土、砖瓦、水泥的主要成分为硅酸盐，石灰石的主要成分为，沙子的主要成分为，则不属于硅酸盐的是②⑦。（2）制备陶瓷的原料是黏土，制备水泥的原料是石灰石、黏土和其他辅助原料，所以共同的原料是黏土。（3）与在高温下反应生成和，反应的化学方程式为，则与反应时，过量，但过量的在高温下会继续分解生成，故充分反应时生成标准状况下的体积。（4）辉石属于硅酸盐，由原子个数比不变可知，氧化物形式可表示为，斜长石属于难溶于水的硅酸盐；橄榄石属于硅酸盐，由化合物中各元素化合价的代数和为0可知，硅酸盐中Fe元素为+2价，则硅酸盐溶于盐酸生成和，由Cl原子守恒可知，溶解生成和，则需要消耗。23.答案：（1）第三周期第ⅣA族（2）A（3）①.、HCl②.（4）3（5）硝酸具有挥发性，所以生成的硅酸可能是硝酸和硅酸钠反应得到的，解析：（1）Si是14号元素，原子核外电子排布是2、8、4，根据原子核外电子排布与元素位置的关系可知：硅元素在元素周期表的位置是第三周期第ⅣA族；（2）A.能够使光线全反射，因此可用于制造光导纤维，制芯片的原料是晶体硅，而不是二氧化硅，A正确；B.能溶于氢氧化钠，反应产生和，虽然也能溶于氢氟酸，但反应产生不是盐，因此不能说是两性氧化物，它属于酸性氧化物，B错误；

C.普通玻璃是由、石灰石和纯碱制成的，是混合物，属于玻璃态物质，而不是化合物，因此没有固定的