PAGE5-無機非金屬材料(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括4小題,每小題5分,共20分)1.(2024·聊城高一檢測)《天工開物》記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無沙黏土而為之”,“凡坯既成,干燥之后,則積累窖中燃薪舉火”,“澆水轉釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯誤的是 ()A.沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B.“燃薪舉火”使黏土發生困難的物理、化學改變C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦D.黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料【解析】選A。A項,沙子的主要成分是二氧化硅,不是硅酸鹽,錯誤;B項,硅酸鹽工業煅燒過程中發生一系列困難的物理、化學改變,正確;C項,自然冷卻生成的物質中鐵元素為+3價,所以為紅瓦,澆水過程中,水在高溫下與碳反應生成還原性氣體CO,Fe3+被還原為Fe2+,所以成青瓦,正確;D項,磚瓦和陶瓷的主要原料為黏土,正確。【補償訓練】下列物質的主要成分不是SiO2的是 ()A.水晶B.石英C.瑪瑙D.晶體硅【解析】選D。晶體硅的成分是單質硅,不是二氧化硅。2.(2024·柳州高一檢測)硅及其化合物是人類文明的重要物質。下列說法正確的是 ()A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽B.水玻璃是純凈物,可用于生產黏合劑和防火劑C.SiO2熔點比CO2高D.高純硅可用于制造光導纖維,高純二氧化硅可用于制造太陽能電池【解析】選C。水晶的主要成分為SiO2,其不屬于硅酸鹽,A項錯誤;水玻璃是Na2SiO3的水溶液,屬于混合物,B項錯誤;用于制造光導纖維的是二氧化硅,用于制造太陽能電池的是高純硅,D項錯誤。【補償訓練】下列關于硅酸鹽的說法正確的是 ()A.硅酸鹽中的陰離子都是SiOB.硅酸鹽都難溶于水C.通常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成,說明硅酸鹽就是由各種氧化物組成的D.Na2SiO3的水溶液可用作黏合劑【解析】選D。只有很簡潔的硅酸鹽中的陰離子才是SiO32-,A錯;簡潔的硅酸鹽可溶于水,B錯;用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成是為了簡化、直觀,3.下列屬于新型無機非金屬材料的是 ()A.光學玻璃 B.水泥C.陶瓷 D.新型陶瓷【解析】選D。光學玻璃是傳統無機非金屬材料,故A錯誤;水泥是傳統無機非金屬材料,故B錯誤;陶瓷是傳統無機非金屬材料,故C錯誤;新型陶瓷是新型無機非金屬材料,故D正確。4.(2024·徐州高一檢測)證明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正確方法是 ()A.加入過量的鹽酸,視察是否有氣泡冒出B.加入過量的燒堿溶液,視察是否有固體溶解C.加熱至高溫,視察是否有氣泡冒出,是否有硅酸鈣生成D.先加過量的鹽酸攪拌,視察是否有不溶物剩余及氣泡出現;若有不溶物則濾出,投入氫氧化鈉溶液中看其是否溶解【解析】選D。SiO2不溶于除氫氟酸以外的酸,CaO、CaCO3均可溶于鹽酸,且CaCO3溶于鹽酸時會有氣泡產生,SiO2能溶于NaOH溶液。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)5.在半導體工業中有這樣一句話:“從沙灘到用戶”。其中由粗硅制純硅的常用方法為Si(粗)+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si(純)+4HCl。若在25℃101kPa條件下反應生成HCl氣體49L(注:25℃101kPa條件下氣體摩爾體積為24.5(1)反應生成HCl氣體的質量為________,兩反應共轉移電子的個數為________。

(2)反應生成的HCl氣體溶于127mL水中,得到密度為1.20g·mL-1的鹽酸,此鹽酸的物質的量濃度為________(3)“從沙灘到用戶”涉及多個反應,其中制取粗硅的反應方程式為_______________________。

純凈的石英與燒堿反應可以制得水玻璃,反應的離子方程式為______________________________。

【解析】(1)25℃101kPa條件下氣體摩爾體積為24.5L·mol-1,49LHCl氣體的物質的量為2mol,其質量為2mol×36.5g·mol-1=(2)溶質質量為73g,水的質量為127g,所以溶液體積為200g1.20g·m(3)制取粗硅是用碳還原二氧化硅,其方程式為SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,石英的主要成分是SiO2,與燒堿反應制取水玻璃,反應的離子方程式為SiO2+2OH-SiO32-+H2O答案:(1)73g4NA(2)12mol·(3)SiO2+2CSi(粗)+2CO↑SiO2+2OH-SiO32-+H一、選擇題(本題包括1小題,共5分)6.(2024·蕪湖高一檢測)由二氧化硅制高純硅的流程如下,下列推斷中錯誤的是 ()A.①②③均屬于氧化還原反應B.H2和HCl均可循環利用C.SiO2是一種堅硬難熔的固體D.SiHCl3摩爾質量為135.5【解析】選D。反應①②③中,都有元素化合價的升降,均屬于氧化還原反應,A正確;生成的H2和HCl分別在反應③②中應用,B正確;SiO2的熔沸點很高,C正確;摩爾質量的單位是g·mol-1,D錯誤。【互動探究】(1)上述過程②中HCl可以用Cl2代替,試寫出反應的化學方程式。提示:Si(粗)+2Cl2SiCl4。(2)上述過程①中能否說明Si的還原性小于C?提示:不能。比較還原性強弱必需在通常條件下,上述過程中①是在高溫條件下進行的。二、非選擇題(本題包括1小題,共15分)7.稻殼,是大米外面的一層殼。可以用來做醬油、酒以及發電,裝成袋也可以種植平菇。稻殼是由外穎、內穎、護穎和小穗軸等幾部分組成,外穎頂部之外長有鬢毛狀的毛。高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為:組分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3質量分數(%)59.2038.800.250.500.640.61通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。請回答下列問題:(1)依據氧化物的性質進行分類,稻殼灰中涉及的氧化物最多有幾類?(2)步驟①中涉及SiO2的什么性質?寫出有關離子反應方程式。(3)通過流程分析濾渣A的成分是什么?(4)寫出步驟③反應的化學方程式。(5)試驗室進行步驟③用到的儀器有哪些?【解析】(1)二氧化硅為酸性氧化物,氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵為堿性氧化物,氧化鋁為兩性氧化物,所以最多涉及3種氧化物;(2)二氧化硅為酸性氧化物,與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水,離子方程式:SiO2+2OH-SiO32-+H2O;(3)氧化鈉、氧化鉀均能與水反應生成可溶性堿,氧化鋁為兩性氧化物能夠與強堿反應生成可溶性偏鋁酸鹽,二氧化硅為酸性氧化物與氫氧化鈉反應生成可溶性硅酸鈉,三氧化二鐵與氫氧化鈉不反應,所以過濾的濾渣A為Fe