05第五单元07第21讲无机非金属材料【正文】

第21讲无机非金属材料考点一硅和二氧化硅1.[2024·福建名校联盟联考]下列关于二氧化硅的说法正确的是 ()A.二氧化硅是酸性氧化物,因此能与水反应生成硅酸B.二氧化硅制成的光导纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应,但能与碳酸钠固体在高温时发生反应D.用二氧化硅制取单质硅时,当生成2.24L气体(标准状况)时,得到2.8g硅2.下列硅元素及其化合物的有关说法正确的是 ()A.SiO2既能与NaOH溶液反应,又能与氢氟酸反应,故为两性氧化物B.高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2,说明硅酸酸性强于碳酸C.因为玻璃中含有SiO2,所以不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱性溶液D.Si→SiO2→H2SiO3→SiO2→SiO33.[2024·福建龙岩一中模拟]“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下:下列说法不正确的是 ()A.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2B.上述流程中,HCl和H2可以循环利用C.从基本反应类型角度,反应①②③均为置换反应D.从能量变化角度,由反应②③推测,反应③是放热反应4.高纯度晶体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一场计算机的“革命”,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的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑B.步骤①中每生成1molSi,转移4mol电子C.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.SiHCl3(沸点为31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl35.[2024·辽宁十校联合体调研]实验室用H2还原SiHCl3(沸点:31.8℃)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去),下列说法正确的是 ()A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水B.实验时,应先加热管式炉,再打开活塞KC.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质,需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液D.该实验中制备氢气的装置也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨考点二无机非金属材料6.2023年9月杭州第19届亚运会中,使用了许多功能各异的材料,下列有关材料的描述中不正确的是()A.陶瓷、玻璃、水泥属于传统的无机非金属材料B.石墨烯、富勒烯和碳纳米管属于新型有机非金属材料C.硅是应用最为广泛的半导体材料D.通信中使用的光导纤维,其主要成分为SiO27.大国制造彰显中国实力,化学材料助力科技成果的转化与应用。下列说法错误的是 ()A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料B.高纯度的二氧化硅被广泛应用于制作计算机芯片C.液冷散热技术所用的石墨烯材料是新型无机非金属材料D.部分手机后盖采用“锦纤”材质与合金完美契合,其中合金属于金属材料8.科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),然后除去Na2CO3,即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是 ()A.石墨烯与金刚石互为同素异形体B.Na2O属于碱性氧化物,CO属于酸性氧化物C.上述生产石墨烯的反应不属于复分解反应D.上述生产石墨烯的反应属于氧化还原反应9.氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及其化合物):下列叙述不正确的是 ()A.“还原”步骤中焦炭主要被氧化为COB.“高温氮化”中主要反应的化学方程式为3Si+2N2Si3N4C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“稀酸Y”可选用稀硝酸或稀硫酸考点三无机非金属材料综合考查10.电脑和手机等电子产品产业蓬勃发展,推动了高纯硅的生产与应用。工业上用“西门子法”以硅石SiO2为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如下:请回答下列问题:(1)硅元素在元素周期表中的位置为。

(2)“还原”过程需在高温下进行,该反应的生成物除硅和MgO外,还可能有。

(3)加快“酸浸”速率的方法有(写两种)。

(4)“氧化”过程发生的主要反应为Si+3HClSiHCl3+H2,该反应中还原产物为。(已知:SiHCl3中Si元素为+4价)。

(5)在还原炉中H2与SiHCl3加热到1100~1200℃发生“热解”反应即制取冶金级高纯硅,还原炉中发生反应的化学方程式为。

上述工艺生产中循环利用的物质有。

11.[2024·山西忻州名校联考]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高温下用碳单质还原二氧化硅制得粗硅;②粗硅与干燥HCl气体在300℃反应制得SiHCl3和H2;③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅。(1)第②步制备SiHCl3反应的化学方程式为。

(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学方程式:。

Ⅱ.粗硅与氯气反应也可生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下:a.四氯化硅极易与水反应;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8-315-熔点/℃-70.0-107.2---升华温度/℃--180300162(3)写出装置A中发生反应的离子方程式:。

(4)装置A中g管的作用