双休伴学10　无机非金属材料　化学与可持续发展

5/5双休伴学10无机非金属材料化学与可持续发展1.（2023·广东高考1题）“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是（）A.九霄环佩木古琴B.裴李岗文化骨笛C.商朝后期陶埙D.曾侯乙青铜编钟解析：C九霄环佩木古琴主要由木材、动物筋制得，A错误；裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成，B错误；曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误。2.（2025·河北张家口统考）自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于地壳中。下列有关硅及其化合物的说法正确的是（）A.“麒麟”芯片的主要材料是单晶硅B.制造太阳能电池板的主要材料是二氧化硅C.硅酸可由酸性氧化物SiO2与水化合制得D.SiO2是酸性氧化物，不与任何酸发生反应解析：A制造太阳能电池板的主要材料是硅单质，B错误；SiO2不溶于水，不与水反应，C错误；SiO2能与HF反应，生成SiF4和H2O，D错误。3.（2025·湖北荆州段考）化学与生活密切相关，下列叙述不正确的是（）A.服用补铁剂时，同时服用适量维生素C，补铁效果更好B.用“人工肾”进行血液透析救治患者，利用了胶体的性质C.碳酸钡不仅可以作白色颜料，还可用作医疗内服药剂“钡餐”D.谷氨酸钠是常见的增味剂，主要以淀粉为原料通过发酵法生产解析：C“钡餐”是硫酸钡，服用碳酸钡会与胃酸（成分是盐酸）反应，会引起中毒，C错误。4.下列选项所示的物质间转化不能实现的是（）A.SiO2H2SiO3 B.SiO2Na2SiO3C.H2SiO3Na2SiO3 D.Na2SiO3溶液H2SiO3解析：ASiO2不溶于水，不与水反应，A符合题意；SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，B不符合题意；H2SiO3可以与NaOH反应生成Na2SiO3，C不符合题意；Na2SiO3溶液与CO2反应生成H2SiO3，D不符合题意。5.（2025·天津部分重点校联考）下列关于无机非金属材料的说法不正确的是（）A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同解析：B新型无机非金属材料如石墨烯等，具有很高的强度，B错误。6.（2025·辽宁沈阳市郊联考）下列有关新型无机非金属材料的叙述中，不正确的是（）A.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料B.碳化硅的硬度大、熔点高，可用作砂纸和砂轮的磨料及耐高温材料C.碳纳米管具有纳米尺度的直径，可用于生产复合材料、电池和传感器等D.石墨烯具有电阻率高、硬度大等特性，可用于电力、交通、医疗等领域解析：D石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，具有电阻率低、热导率高、强度高等特性，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等领域应用较广。7.化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施没有运用相应化学原理的是（）选项治理措施化学原理A向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成CaO具有碱性氧化物的通性B在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染CO和NO在催化剂作用下发生反应，生成无毒气体C用聚乳酸塑料替代传统塑料以减少白色污染聚乳酸具有生物可降解性D向工业废水中添加Na2S溶液除去废水中Cu2＋Na2S具有还原性解析：D向工业废水中添加Na2S溶液除去废水中的Cu2＋，生成CuS沉淀，不是氧化还原反应，D错误。8.（2025·江苏无锡一中期中）人的胃液中含有大量的盐酸，胃酸过多会引起胃痛、胃胀等，此时应服用抗酸药。下列关于抗酸药的说法不正确的是（）A.抗酸药的有效成分能与盐酸反应，一般属于碱、碳酸盐或酸式碳酸盐B.抗酸药的有效成分碱性不能太强，如Na2CO3、Cu（OH）2、Mg（OH）2C.抗酸药的有效成分可以易溶于水，如NaHCO3，也可以难溶于水或微溶于水，如CaCO3、MgCO3D.胃舒平是一种抗酸药，其有效成分是Al（OH）3，Al（OH）3既能溶于盐酸又能溶于NaOH溶液解析：B氢氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜是重金属盐，会使蛋白质变性而发生中毒，所以氢氧化铜不能做抗酸药，碳酸钠碱性较强，也不适合作为抗酸药，B错误。9.（2025·湖北武汉名校联考）我国努力争取2060年前实现碳中和，利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是（）A.捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2B.环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶C.反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质D.可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液捕捉CO2解析：BNaOH溶液喷成雾状，可增大反应物接触面积，提高CO2吸收率，A正确；环节a为Na2CO3和CaO、H2O反应生成CaCO3，需从溶液中过滤出来再高温煅烧，故基本操作不是蒸发结晶，B错误；NaOH和CaO在流程中既有消耗，也有生成，可循环利用，C正确；Na2CO3溶液可以与CO2反应，因此可用Na2CO3溶液代替NaOH溶液，D正确。10.实验室用H2还原SiHCl3（沸点：31.85℃）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中盛装的是浓硫酸，装置Ⅲ烧杯中盛装的是冰水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NH3解析：C本题制备高纯硅，反应H2＋SiHCl3高温Si＋3HCl应在装置Ⅳ中进行，装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，会对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供SiHCl3气体，因此烧杯中盛装的是热水，A错误；实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气，防止发生危险，B错误；硅单质不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2＋，Fe2＋被H2O2氧化成Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应，溶液变为红色，可以鉴定是否含有铁单质，C正确；用稀NaOH溶液制备NH3，需要加热，装置Ⅰ中没有加热装置，因此不能用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备NH3，D11.（2025·河北重点高中联考）某小组模拟工业上用SiHCl3与H2在1357K的条件下制备高纯硅，实验装置如图所示（加热及夹持装置略去）。已知：①SiHCl3的沸点为33.0℃，易溶于有机溶剂，能与H2O剧烈反应，在空气中易被氧化；②CaCl2＋xCH3CH2OHCaCl2·xCH3CH2OH。下列说法错误的是（A.装置B中的试剂是碱石灰B.实验过程中应先打开活塞K1，再加热石英管C.装置D中反应的化学方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HClD.装置E中CCl4的作用为防倒吸和吸收多余的SiHCl3解析：A装置B中盛有无水氯化钙用于吸收挥发的乙醇，防止干扰反应，A错误；为防止装置中空气中的氧气与H2共热反应，应先打开弹簧夹K1，排尽装置中的空气，再加热石英管，B正确；装置D中发生的反应为氢气与三氯硅烷在加热条件下反应生成硅和氯化氢，化学方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HCl，C正确；装置E中四氯化碳和水用于吸收未反应的三氯硅烷和反应生成的氯化氢，同时防止极易溶于水的氯化氢与水接触产生倒吸，D正确。12.“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣（主要成分为Na2CO3）吸收烟气中的SO2，得到亚硫酸钠（Na2SO3）粗品，其工艺流程如图所示。下列说法正确的是（）A.操作②中发生了置换反应B.将由含SO2的烟气形成的酸雨在空气中放置一段时间酸性减弱C.亚硫酸钠粗品中不可能含有Na2SO4D.操作③发生反应的化学方程式为NaHSO3＋NaOHNa2SO3＋H2解析：D操作②中发生的反应为Na2CO3＋2SO2＋H2O2NaHSO3＋CO2，不属于置换反应，A错误；将由含SO2的烟气形成的酸雨（含有H2SO3）在空气中放置一段时间H2SO3被氧化为H2SO4，弱酸变为强酸，酸性增强，B错误；Na2SO3易被氧气氧化为Na2SO4，则亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO4，C错误；操作③是亚硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钠生成亚硫酸钠和水，化学方程式为NaHSO3＋NaOHNa2SO3＋H2O，13.以含硅废石（主要成分为SiO2、含少量Fe3O4、Al2O3等杂质）为原料，工业上有以下两种制备高纯硅的工艺。已知：SiCl4沸点57.7℃，遇水强烈水解；SiHCl3沸点31.5℃，且能与H2O强烈反应，并在空气中易自燃。（1）Si元素位于元素周期表，在硅酸盐中，Si和O构成了结构。（2）酸浸所得的浸液中含有的金属离子是。（3）写出还原过程的化学方程式。（4）写出工艺Ⅱ在高温条件下制备纯硅这一步的化学方程式：，工艺Ⅱ与工艺Ⅰ相比，其优点是。（5）氮化硅陶瓷因其熔点高、耐高温、耐磨蚀，越来越多地被应用于高温等领域，氮化硅的化学式为，在高温烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比为3∶6∶2发生反应生成两种化合物，反应中氧化剂与还原剂的质量之比为。答案：（1）第三周期第ⅣA族正四面体（2）Fe2＋、Fe3＋、Al3＋（3）SiO2＋2CSi＋2CO↑（4）SiHCl3＋H2Si＋3HCl没有使用有毒有害的Cl2，避免污染环境（5）Si3N47∶9解析：（1）已知Si是14号元素，则Si元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，在硅酸盐中，每个Si与周围的4个O形成正四面体结构。（2）酸浸所得的浸液中含有的金属离子是Fe2＋、Fe3＋、Al3＋。（3）还原过程的化学方程式为SiO2＋2C高温Si＋2CO↑（4）工艺Ⅱ在高温条件下制备纯硅的化学方程式为SiHCl3＋H2高温Si＋3HCl，工艺Ⅱ与工艺Ⅰ