无机非金属材料 - 课后习题（提升）

第三节无机非金属材料

课后•训练提升

合格考过关检验

1.下面儿种物质中含有硅单质的是（）o

A.玛瑙B.光导纤维

C.太阳能电池板D.水晶

Ige

艇近|硅用于制太阳能电池板材料，玛瑙是Si02,水晶和光导纤维的主要成分都是

SiO2o

2.下列关于硅的叙述正确的是（）o

A,由于硅的化学性质很稳定，故自然界中存在大量的单质硅

B.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料，其应用有利于环保、节能

C.硅即使在高温下也难与02等反应

D.硅与所有的酸都不反应

量B

解析硅在自然界中全部以化合态存在,A不正确;硅在高温下能与款,气发生反应

生成SiO2,C不正确;硅能与氢氟酸反应,D不正确。

3.下列说法正确的是（）。

A.制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱

B.普通玻璃是绝缘体，这种透明的固体物质是混合物,无固定的熔点

C.普通玻璃俗称水玻璃

D.硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅元素

答案:|B

解析撒取玻璃的原料中有纯碱,而制取水泥的原料中没有纯碱,A项错误;普通玻

璃的主要成分是Na2SiCh、CaSiCh和SiO?,是混合物，没有固定的熔点,B项正确;

普通玻璃和水玻璃的成分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名,C项错误;制取水泥

和玻璃的原料中均有石灰石，石灰石中不含有硅元素.D项错误。

4.下列叙述正确的是（）o

①高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅

②SiCh与酸、碱均不反应

③二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器

④SiCh是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应

⑤C02与SiCh化学式相似，物理性质也相同

A.©@@

C.©@

解析：|②项,SiCh与HF、强减均反应;③项，用石英制造的时酸容器不能用于盛放

氢氟酸;⑤项,CO2、SiCh的结构不同，物理性质不同。

5.石英砂（主要成分为SiCh）是一种常用工业原料，其中常混有少量碳酸钙。要除

去石英砂中的少量碳酸钙，应采用的方法是（）。

A.用水溶解后过滤分离

B.用稀硫酸溶解后过滤分离

C.用酒精灯加热

D.用稀盐酸溶解后过滤分离

域近］CaCCh可溶于盐酸，而石英砂与盐酸不反应,D正确;注意B中CaCO3与

H2SO4反应生成CaSCXCaSCM会附着在CaCCh表面，阻止反应的进行，故B错

误。

6.制玻璃和制水泥的工业生产中，都需要原料（）1,

A.Na2c03B.CaCCh

C.SiO2D.黏土

答案:|B

画］制坡璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，制水泥的主要原料是黏土和石

灰石，两种工业生产中都需要CaCO3o

7.下列各物质中，属于新型无机非金属材料的是()。

A.高强度水泥B.钢化玻璃

C.氧化铝陶瓷D.锌铜合金

Ige

廨正|氧化铝陶瓷属于透明陶瓷的一种，属于新型无机非佥属材料，所以选择C。

水泥、玻璃都属于传统的珪酸盐材料，其中钢化玻璃是把普通玻璃高温软化，迅速

降温获得的机械强度增大的玻墙，成分还是硅酸盐。锌铜合金属于金属材料。

8.为除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下列提供的试剂

和操作，将标号埴在表内.

试剂:A.盐酸B.烧碱溶液C.氧气D.水

E.二氧化碳F.不用其他试剂

操作:①加热燃烧②加热熔融③充分加热

④过滤⑤结晶

物质试剂操作

(l)Na2CO3(NaHCO3)

(2)SiO2(CaCO3)

(3)SiO2(Si)

(4)NaCl(SiO2)

答案：|(1)F③(2)A④(3)C①(4)D®@

解析除杂的一般原则是:①引入试剂一般只与杂质反应;②后续试剂能除去过量

的前一试剂;③不引入新杂质;④杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分离;⑤尽

可能将杂质转化为所需物质;⑥加入试剂顺序要合理。

9.无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。

⑴用NazSiCh溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现NazSiCh的用途可作

的原料。

(2)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式

为O

工艺师常用(填物质名称)来雕刻玻璃。

(3)水泥是重要的工业原料、具有性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝

固变硬。

(4)熔融烧碱应选用的母堪是o

A.铁地烟B.玻璃地堪

C.石英短期D.瓷用烟

答案：|(1)防火剂(2)SiO2+2NaOH—Na2SiO3+H2O氢氟酸(3)水硬(4)A

解析:|(l)Na2SiO3的水溶液又称"水玻璃''，它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。

(2)SiCh与NaOH溶液反应的化学方槎式为SiO2+2NaOH—NazSiCh+HzO。由于

SiO2能溶于氢救酸，因此工艺师常用氢救酸来雕刻玻璃。(3)水泥具有水硬性。

(4)玻璃塔烟、石英培娴、瓷母娴中均含SiO2,SiCh与烧碱反应。

等级考素养提升

1.(双选)下列有关硅的叙述中，正确的是()。

A.工业上通常以SQ为原料，用氧化剂与其反应制备单质硅

B.硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居笫二位

C.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在

D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料

答案：|BD

解析:|A项,工业上制单质Si的反应为SiO2+2C™Si+2COt，C为还原剂,错误;B

项，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,正确;C项,硅在自然界中都以化

合态存在,错误。

2.赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的,这种物

质是()0

A.硫酸B.烧碱C.盐酸D.氢氟酸

答案:|D

画］氢氟酸能与二氧化硅反应，常用于雕刻玻璃,答案选D。

3.据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取出一种叫做生物质纳

米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高

强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是（）。

A.二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物

B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸

C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的强

D.水晶是比较纯净的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸盐

彝B

瓯|二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水,A错误;硅酸的酸性比碳酸的弱,C错

误;沙子的W要成分是二氧化硅,D错误。

4.（双选）由二氧化硅制备高纯硅的流程如下，下列判断错误的是（）。

A.只有反应①③属于氧化还原反应

B.H2和HCI均可循环利用

C.SiCh是一种熔点较高的固体

D.SiHC13的摩尔质量为135.5g

答案：|AD

|解析：|反应①为SQ+2C型Si+2cOf,反应②为Si（粗）+3HCl，^上SiHCb+H2,反应

③为SiHCh+FhU^Si（地）+3HCl,三个化学方程式中元素的化合价均发生变

化,均属于氧化还原反应，故A错误;由生产高纯硅的流程示意图可知.H2和HC1

既是反应物，又是生成物，所以IL和HC1均可重复利用，故B正确;SiCh是破度

大、熔点高的固体，故C正确;SiHC13的摩尔质量为135.5g・moH,故D错误。

5.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体可才料，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（已知SiHCh能与H20剧烈

反应）：

（DC②HCI③过量:H,

SiO2赢Si（粗）300SiHChiooo-iioor*Si（纯）

下列说法正确的是（）o

A.步骤①的化学方程式为SiO2+C-Si+CO2|

B.步骤①②③中每生成或消耗1molSi,转移4mol电子

C.二氧化硅能与氢氨酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D.SiHCh（沸点为33.0℃）中含有少量的HC1（沸点为-84.7℃）,通过蒸储或分储的

方法可提纯SiHCh

解析:|A项，步骤①的化学方程式为Si（h+2C妃Si+2co%错误;B项,步骤②③中每

生成或消耗1molSi,转移2mol电子,错误;C项，硅能与氢嬴酸反应生成SiF4和氢

气,错误;D项,SiHC13能与HzO剧烈反应,HCI极易溶于水，故可通过蒸馅或分馅的

方法提纯SiHCb,正确。

6.指出下列反应中二氧化硅所表现的化学性质或作用，在A〜E选项中选择正确答

案填入括号内。

①2NaOH+SiCh-Na2SiO3+H2O（）

离温

@SiO2+2C—Si+2C0t（）

③SiO2+3CSSiC+2cOf（）

@SiO2+4HF-SiF4t+2H2O（）

⑤SiCh+Na2c03号源NazSiCh+CChN）

A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被刻蚀

B.氧化性

C.酸性氧化物的通性

D.与挥发性酸性氧化物的盐反应得挥发性酸性氧化物

E.氧化还原反应中Si的化合价没变

©C②B③E@A⑤D

解析：|①反应生成NazSiCh和HzO,体现了SiO2酸性氧化物的性质;②反应中,C做

还原剂,SiO2做氧化剂,表现出弱氧化性;③反应是氧化还原反应C既是氧化剂，又

是还原剂,Si的化合价没变;④在常温下,SiCh可以与氢氯酸反应生成挥发性的

SiF%可利用此反应雕刻玻璃;⑤反应表现SiCh高沸点（难挥发）的性质。

7.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：

i.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

Qnnr

ii.粗硅与干燥HC1气体反应制得SiHCh:Si+3HCl-------SiHCh+H2

iii.SiHCh与过量H2在1030〜1100℃反应制得纯硅

已知SiHCh能与H20强烈反应，在空气中易自燃。

请回答卜.列问题：

（1）第i步制备粗硅的化学方程式为，

（2）用SiHCh（沸点33.0℃）与过量H?反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置

略去）：

①装置BH।的试剂是。装置C'I'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。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加

入的试剂