07第21讲无机非金属材料【答案】听课手册

第21讲无机非金属材料考点一●夯实必备知识1.三ⅣA2.高大Na2SiO32C+SiO2Si(粗)+2CO↑3.高大Na2SiO3+H2OCaSiO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+4HFSiF4↑+2H2O光导纤维4.难弱H2SiO3↓+Na2CO3H2SiO3SiO2+H2ONa2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl5.SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl【对点自测】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×[解析](2)硅元素在元素周期表中位于金属和非金属元素的过渡位置,其单质的导电性介于导体与绝缘体之间,因此晶体硅可用于制作半导体材料,错误。(3)二氧化硅与盐酸不反应,错误。(4)二氧化硅不能与盐酸反应,只能与氢氟酸反应,不是两性氧化物,错误。(5)SiO2是共价晶体,不存在SiO2分子,SiO2晶体中每个硅原子和四个氧原子通过共价键相连,形成硅氧四面体结构,正确。(7)二氧化硅可用于制作光导纤维与其具有导光性有关,SiO2不导电,用于制作光电池的是硅单质,错误。(8)SiO2不能与水反应一步转化为硅酸,错误。●提升关键能力题组一1.C[解析]硅元素处于金属和非金属的分界线位置,其单质的导电性介于导体和绝缘体之间,因此硅单质具有良好的半导体性能,可用作芯片材料,A不符合题意;碳化硅具有优异的高温抗氧化性能,是一种耐高温半导体材料,可用作芯片材料,B不符合题意;二氧化硅可用于制造光导纤维,不属于半导体材料,不可用作芯片材料,C符合题意;砷化镓具有良好的半导体性能,是一种化合物半导体材料,可用作芯片材料,D不符合题意。2.(1)第三周期第ⅣA族(2)5∶2(3)①SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl②5∶1[解析](1)硅在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。(2)根据反应SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,SiO2+3CSiC+2CO↑,生成1molSi需2molC、1molSiO2,生成1molSiC需3molC、1molSiO2,若产品中Si与SiC的物质的量之比为1∶1,则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5∶2。(3)②反应生成1mol纯硅需补充HCl:390%-3mol,需补充H2:193.75%-1mol,补充HCl题组二3.A[解析]二氧化硅与NaOH反应生成硅酸钠和水,SiO2是酸性氧化物,故A正确;工业上用焦炭还原石英砂制得的是粗硅,故B错误;用作芯片的原料是纯硅,故C错误;加热时碳酸钠与SiO2反应生成硅酸钠,不能用石英坩埚熔融碳酸钠,故D错误。4.(1)ⅣAC否Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓(2)SiO2SiCl4+2H2Si+4HCl(3)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2OSiO2+4HFSiF4↑+2H2O(4)共价[解析](1)碳元素和硅元素都位于元素周期表的第ⅣA族,同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,非金属性较强的是C。工业上制备粗硅的反应:SiO2+2CSi+2CO↑,该反应在高温下产生CO气体,促使反应发生,制备粗硅的反应不能比较出碳和硅元素的非金属性强弱。将CO2通入硅酸盐溶液中,可制取出比碳酸酸性弱的硅酸,就可证明非金属性C>Si,其反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓。(2)SiO2可用来制作光导纤维;工业上利用氢气和四氯化硅来制备高纯硅,其化学方程式为SiCl4+2H2Si+4HCl。(3)玻璃中的成分SiO2能和NaOH发生反应,产生具有黏性的硅酸钠,使玻璃塞粘在瓶口不能被打开,其反应的化学方程式是2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O;HF和SiO2反应的化学方程式为SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。(4)SiC是由两种不同的非金属元素通过共价键连接构成的共价化合物。考点二●夯实必备知识一、1.(1)水玻璃(2)Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3↓2.(1)纯碱石灰石(2)①Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑二、1.高电学光学生物2.(2)碳原子笼形石墨纳米大高电学碳原子低高【对点自测】(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√[解析](2)合成纤维是有机高分子材料,光导纤维是新型无机非金属材料,错误。(3)硅酸钠溶液具有黏性,不能用带玻璃塞的试剂瓶保存,错误。(6)由现象可知生成了硅酸,说明碳酸的酸性大于硅酸,则碳的非金属性大于硅,正确。●提升关键能力题组一1.C[解析]战国水晶杯的主要成分为SiO2,A不符合题意;殷商青铜酒爵的材质是铜合金,属于金属材料,不属于硅酸盐制品,B不符合题意;元青花盘是陶瓷材料,主要成分是硅酸盐,属于硅酸盐制品,C符合题意;明朝玛瑙包金兽柄勺的主要成分是玛瑙和金,玛瑙的主要成分为二氧化硅,金属于金属材料,不属于硅酸盐制品,D不符合题意。2.C[解析]陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品,A错误;纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料,而制水泥的原料是黏土和石灰石,B错误;硅酸盐制品性质稳定、熔点较高,C正确;沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸盐,D错误。题组二3.B[解析]钛合金属于金属材料,A错误;高致密碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料,B正确;高性能芳纶纤维属于有机高分子材料,C错误;超高分子量聚乙烯纤维属于有机高分子材料,D错误。4.D[解析]石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的材料,不属于有机化合物,A错误;石墨烯既不是电解质,也不是非电解质,B错误;碳纳米管是一种纳米材料,需要分散到分散剂中才可能形成胶体,C错误;石墨烯和碳纳米管均是C元素形成的不同的单质,互为同素异形体,D正确。经典真题·明考向1.C[解析]九霄环佩木古琴主要由木材制成,A错误;裴李岗文化骨笛由动物骨骼制成,B错误;商朝后期陶埙属于陶瓷,由硅酸盐材料制成,C正确;曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成,D错误。2.C[解析]青花瓷上的青蓝色花纹是由使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成,与单质钴无直接关系,A错误;釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质,通常由无机物质组成,如硅酸盐、氧化物等,B错误;青花瓷是一种釉面瓷,其材质属于无机非金属材料,主要成分为铝硅酸盐,C正确;青花瓷上的花纹呈现青蓝色,而Fe2O3呈红棕色,可能存在其他形式的铁元素,如FeO,D错误。3.B[解析]SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,A正确;在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si形成共价键三维骨架结构,因此,平均每个Si形成2个共价键,1molSi含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B错误;SiHCl3和水蒸气反应,HCl极易溶于水,硅和氧气反应生成的SiO2成为杂质且不易除去,H2在高温下遇到氧气能发生反应生成水,且其易燃易爆,因此原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C正确;Si+3HClSi