1、第3节 无机非金属材料A组基础达标120世纪80年代后，人们发现和证实碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中C60(足球烯，分子中含有30个双键)最具代表性。上图所示为n个C60 连接而成的物质X。下列有关说法不正确的是()AX难溶于水BX的熔点比金刚石高CX是碳的一种同素异形体DX的相对分子质量为720n【答案】B【解析】X的熔点比金刚石低。2下列关于硅及其化合物的说法，不正确的是()A晶体硅可用作半导体材料B硅的氧化物都可用作光导纤维的材料C碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料D生产玻璃和水泥的原料中都有石灰石【答案】B【解析】硅的单质有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅才可用做半导
2、体材料。硅的氧化物中晶体二氧化硅才可用作光导纤维的材料。3下列叙述中，正确的是()A自然界中存在大量的单质硅B石英、水晶的主要成分都是二氧化硅C二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应D自然界中硅元素都存在于石英中【答案】B【解析】自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A错误；二氧化硅的性质稳定，C错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D错误。4材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅【答案】A【解析】刚玉的成分是Al2O3，金刚石的成分是C，
3、A错误。5下列有关水泥的说法不正确的是()A制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土B生产普通水泥的过程中发生复杂的物理和化学变化C生产水泥需要适量石膏D混凝土指水泥、沙子和碎石的混合物【答案】A【解析】制造水泥的原料中没有纯碱，A错误。6下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料B常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在CSiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸【答案】D【解析】晶体硅虽然具有金属光泽，但它属于非金属单质，A错误；虽然常温下硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离
4、态的硅，B错误；SiO2不同于其他酸性氧化物，它不溶于水也不与水反应，C错误；SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，D正确。7证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D加入过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到NaOH溶液中看其是否溶解【答案】D【解析】SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成。8(1)想一想，为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后
5、从所给的4个词中选出一个与它们同类的物质_(填字母，下同)。A光导纤维B有机陶瓷C人造纤维D砖瓦(2)下列物质中，属于新型无机非金属材料的是_。A钢化玻璃B碳化硼陶瓷C光导纤维D硼酸盐玻璃【答案】(1)D(2)BC【解析】(1)传统的无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷，砖瓦是陶瓷中的一种，所以选D。(2)新型无机非金属材料的品种较多，如高温结构陶瓷和光导纤维等，其中氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷，所以选B、C。9A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：(1)组成A
6、单质的元素的最高化合价为_。(2)B的化学式为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_。(3)C的化学式为_，D的化学式为_。【答案】(1)4(2)SiO2SiO22CSi2CO(3)CaSiO3Na2SiO3【解析】由本题题眼“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似”，推知A为硅；根据框图B碳SiE，B既能与氧化钙反应又能与氢氧化钠反应，推知B为二氧化硅，进一步推知C为硅酸钙，D为硅酸钠，E为一氧化碳。B组能力提升10我国科学家合成的3 nm长的管状碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性
7、好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是()A它是制造飞机的理想材料B它的主要组成元素是碳元素C它的结构与石墨相似D碳纤维复合材料耐高温【答案】C【解析】石墨的内部结构是层状的，碳纳米管是管状的。11下列有关说法正确的是()ACO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成硅酸(H2SiO3)，不是酸性氧化物BNaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D粗硅制备时，发生的反应为CSiO2=SiCO2【答案】B【解析】酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，A错误；玻璃的成分中含二氧化
8、硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，B正确；二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质，C错误；粗硅制备时的反应原理是2CSiO2Si2CO，需在高温条件下反应，且产物中生成的是CO，而不是CO2，D错误。12(2019全国卷)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点【答案】A【解析】氧化铁为红色，瓷器青色不是氧化
9、铁形成的，A错误；黏土具有良好的可塑性，可用于烧制陶制品，B正确；陶瓷属于硅酸盐产品，C正确；陶瓷的主要化学成分是硅酸盐，一般不易与酸碱等物质反应，D正确。13下列表述正确的是()A化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无机溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐B三峡大坝使用了大量水泥，水泥是新型无机盐非金属材料C普通玻璃质地透明，有固定熔点D太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能【答案】D【解析】玛瑙的主要成分是SiO2，A错误；水泥是传统硅酸盐材料，B错误；普通玻璃属于混合物，没有固定熔点，C错误。14硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。(1)18
10、10年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：项目发生的主要反应电弧炉SiO22CSi2CO流化床反应器Si3HClSiHCl3H2还原炉SiHCl3H2Si3HCl用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称_，其晶体结构与_相似。在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2C
11、l2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9【答案】(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)SiO23CSiC2CO金刚砂金刚石精馏(或蒸馏)【解析】(1)SiO22CSi2CO，因此得到的金属状物质可能为含有硅、碳的铁合金。(2)生产普通玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。(3)石英砂与焦炭反应制取SiC的化学方程式为SiO23CSiC2CO，SiC俗名金刚砂，结构类似于金刚石
12、。根据沸点的不同可选择蒸馏法提纯SiHCl3。15清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物，无机盐，金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在7590 反应2535 min，效果良好。回答下列问题：写出晶片制绒反应的离子方程式_。对单晶制绒，1990年化学家Seidel提出了一种电化学模型，他指出Si与NaOH溶液
13、的反应，首先是Si与OH反应，生成SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为_。(1)在工业中利用镁制取硅：_(写化学方程式)。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置：(2)由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用_(填序号)。aNa2SO3b锌粒c纯碱(3)实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是_；当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是_。【答案】Si2OHH2O=SiO2H2NaOH(1)2MgSiO22MgOSi(2)b(3)让氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行
