課件編輯說明本課件需用office2010及以上版本打開，如果您的電腦是office2007及以下版本或者WPS軟件，可能會(huì)出現(xiàn)不可編輯的文檔。版本要求如您在使用過程中遇到公式不顯示或者亂碼的情況，可能是因?yàn)槟碾娔X缺少字體，請登錄網(wǎng)站/faq下載。亂碼問題如您還有其他方面的問題，請登錄網(wǎng)站/faq，點(diǎn)擊“常見問題”，或致聯(lián)系我們第四單元

化工生產(chǎn)中的重要

非金屬元素第18講

無機(jī)非金屬材料考點(diǎn)一硅和二氧化硅考點(diǎn)二無機(jī)非金屬材料經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊考點(diǎn)一硅和二氧化硅知識(shí)梳理

夯實(shí)必備知識(shí)|提升關(guān)鍵能力夯實(shí)必備知識(shí)1.硅元素在周期表中的位置硅元素位于元素周期表第

周期、第

族,處于金屬與非金屬的過渡位置。2.硅單質(zhì)三ⅣA硅酸鹽氧化物Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑3.二氧化硅夯實(shí)必備知識(shí)高大Na2SiO3+H2OCaSiO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+4HF

=SiF4↑+2H2O光導(dǎo)纖維4.高純硅的制備石英砂

粗硅

SiHCl3

高純硅反應(yīng)①:

。

反應(yīng)②:

。

反應(yīng)③:

。

夯實(shí)必備知識(shí)SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2

Si+3HCl夯實(shí)必備知識(shí)判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在(

)(2)晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大,故可用于制作半導(dǎo)體材料(

)(3)以下轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn):SiO2

SiCl4Si(

)√×(4)常溫下,SiO2既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng),故屬于兩性氧化物(

)×[解析]二氧化硅不能與鹽酸反應(yīng),只能與氫氟酸反應(yīng),不是兩性氧化物。[解析]二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)。×夯實(shí)必備知識(shí)(5)SiO2晶體中存在若干硅氧四面體結(jié)構(gòu)()(

)(6)將SO2通入Na2SiO3溶液,產(chǎn)生膠狀沉淀,則酸性:H2SO3>H2SiO3(

)(7)SiO2具有導(dǎo)電性,故可用于制作光導(dǎo)纖維和光電池(

)√[解析]SiO2是共價(jià)晶體,不存在SiO2分子,硅原子和氧原子之間是單鍵,為共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)。√×[解析]二氧化硅制作光導(dǎo)纖維與導(dǎo)電性無關(guān),且SiO2不導(dǎo)電。(8)Si→SiO2→H2SiO3→SiO2→Si均能一步轉(zhuǎn)化(

)×[解析]SiO2不能與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硅酸。1.我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電腦芯片的問世,填補(bǔ)了我國計(jì)算機(jī)制造史上的一項(xiàng)空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是(

)A.晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似B.晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C.晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,但是它提煉工藝復(fù)雜,價(jià)格昂貴D.晶體硅具有金屬光澤,故它屬于金屬材料,可以導(dǎo)電提升關(guān)鍵能力題組一硅A[解析]晶體硅常溫下可與NaOH溶液、氫氟酸發(fā)生反應(yīng),B錯(cuò)誤;晶體硅是利用焦炭還原SiO2制得粗硅,再提純得到高純硅,工藝并不復(fù)雜,C錯(cuò)誤;晶體硅是半導(dǎo)體材料,不是金屬材料,D錯(cuò)誤。2.硅是帶來人類文明的重要元素之一,從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)硅在元素周期表中的位置是

。

(2)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有SiO2+2CSi(粗)+2CO↑;

SiO2+3CSiC+2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1,則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為

。提升關(guān)鍵能力第三周期第ⅣA族[解析](1)硅在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。(2)根據(jù)反應(yīng)SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,SiO2+3CSiC+2CO↑,生成1molSi需2molC、1molSiO2,生成1molSiC需3molC、1molSiO2,若產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1,則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。5∶2(3)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅:①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式:

。

②整個(gè)制備過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3

遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

提升關(guān)鍵能力SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑SiHCl3+H2

Si(純)+3HCl③假設(shè)每一輪次制備1mol純硅,且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失,反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%,反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%,則在第二輪次的生產(chǎn)中,需要補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是

。

提升關(guān)鍵能力5∶1

[規(guī)律小結(jié)]碳、硅單質(zhì)的特殊性(1)一般情況下,非金屬單質(zhì)為絕緣體,但硅為半導(dǎo)體。(2)Si的還原性強(qiáng)于C,但C在高溫下能還原出Si:SiO2+2CSi+2CO↑。(3)非金屬單質(zhì)與堿反應(yīng)一般既作氧化劑又作還原劑,且無氫氣放出,但硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只作還原劑,且放出氫氣:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。(4)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng),但硅能跟氫氟酸反應(yīng):Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。提升關(guān)鍵能力提升關(guān)鍵能力題組二二氧化硅

D提升關(guān)鍵能力

2.下列除雜方法正確的是(

)A.SiO2中含Al2O3雜質(zhì),可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去B.CO2中含有CO雜質(zhì),可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C.CO2中含有HCl雜質(zhì),可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì),可以通入足量的CO2,然后過濾提升關(guān)鍵能力[解析]A項(xiàng),SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應(yīng);C項(xiàng),應(yīng)通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶;D項(xiàng),Na2CO3也與CO2反應(yīng)。B[易錯(cuò)警示]

二氧化硅性質(zhì)的特殊性提升關(guān)鍵能力多數(shù)酸性氧化物的共性二氧化硅的特性非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低SiO2的熔、沸點(diǎn)很高酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)酸SiO2不溶于水,不與水反應(yīng)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生反應(yīng)

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律,如H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓以下反應(yīng)不能說明酸性的強(qiáng)弱:Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑考點(diǎn)二無機(jī)非金屬材料知識(shí)梳理

夯實(shí)必備知識(shí)|提升關(guān)鍵能力夯實(shí)必備知識(shí)一、硅酸鹽材料1.硅酸鈉硅酸鹽大多數(shù)不溶于水,硅酸鈉是白色、可溶于水的粉末狀固體,其水溶液俗稱

,有黏性,水溶液顯堿性。

硅酸鈉能與酸性比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng),寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。與鹽酸反應(yīng):

。

與少量CO2水溶液反應(yīng):

。

用途:黏合劑(礦物膠),耐火阻燃材料。水玻璃Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2

=Na2CO3+H2SiO3↓夯實(shí)必備知識(shí)2.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料主要包括水泥、普通玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料如下表。(2)普通玻璃的生產(chǎn)①反應(yīng)原理CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、

。

②主要成分:SiO2、CaSiO3、Na2SiO3。材料水泥普通玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土

、

、石英砂黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯純堿石灰石Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2↑夯實(shí)必備知識(shí)二、新型無機(jī)非金屬材料1.硅和二氧化硅新型無機(jī)非金屬材料中有一些高純度的含硅元素的材料,如單晶硅、二氧化硅等,其具有特殊的光學(xué)和電學(xué)性能,是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)材料。2.新型陶瓷類別結(jié)構(gòu)與性能用途碳化硅(SiC)碳化硅俗稱金剛砂,碳原子和硅原子通過共價(jià)鍵連接,具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),硬度很大,具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能可用作砂紙和砂輪的磨料、耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等夯實(shí)必備知識(shí)類別結(jié)構(gòu)與性能用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成,具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)良性能可用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和高溫電極材料等透明陶瓷主要有氧化鋁、氧化釔等氧化物透明陶瓷和氮化鋁、氟化鈣等非氧化物透明陶瓷,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,耐高溫、絕緣性好可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零,具有超導(dǎo)性可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域3.碳納米材料(1)碳納米材料是一類新型無機(jī)非金屬材料,主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等。(2)三類碳納米材料的比較夯實(shí)必備知識(shí)類別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要性能重要應(yīng)用或意義富勒烯由

構(gòu)成的一系列

分子的總稱,C60是富勒烯的代表物

—開啟碳納米材料研究和應(yīng)用的新時(shí)代碳原子籠形類別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要性能重要應(yīng)用或意義碳納米管由

片層卷成的管狀物,具有

尺度的直徑

比表面積

,有相當(dāng)

的強(qiáng)度和優(yōu)良的

性能

生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯只有一個(gè)

直徑厚度的單層石墨

電阻率

、熱導(dǎo)率

,

具有很高的強(qiáng)度生產(chǎn)光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料等夯實(shí)必備知識(shí)石墨納米大高電學(xué)碳原子低高夯實(shí)必備知識(shí)判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)氮化硅陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、透明陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料

(

)(2)合成纖維與光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料(

)(3)硅酸鈉溶液應(yīng)保存在帶玻璃塞的試劑瓶中(

)(4)陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料,主要化學(xué)成分是硅酸鹽(

)√[解析]硅酸鈉溶液具有黏性,不能用帶玻璃塞的試劑瓶保存。××√夯實(shí)必備知識(shí)(5)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽(

)(6)向硅酸鈉溶液中通入適量CO2,出現(xiàn)白色沉淀,證明碳的非金屬性大于硅(

)√×[解析]由現(xiàn)象知生成了硅酸,碳酸的酸性大于硅酸,則非金屬性碳大于硅。1.下列有關(guān)硅酸鹽材料的說法正確的是(

)A.生產(chǎn)普通玻璃的主要原料為石灰石、純堿和晶體硅B.水晶、瑪瑙、石英等主要成分都是SiO2C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料D.水泥、玻璃、陶瓷是三大傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品,都是純凈物提升關(guān)鍵能力題組一硅酸鹽材料B[解析]生產(chǎn)普通玻璃的主要原料為石灰石、純堿和石英砂,A項(xiàng)錯(cuò)誤;普通玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料,石英玻璃主要成分為SiO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;水泥、玻璃、陶瓷是三大傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品,都是混合物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.詩句“雨過天晴云破處,千峰碧波翠色來”描述了汝窯青瓷之美。青色主要來自添加的瑪瑙粉末,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A.青瓷的青色來自瑪瑙中的SiO2B.陶瓷是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料C.瓷器的質(zhì)量與原料礦物組成、升溫速度、煅燒時(shí)間等因素有關(guān)D.青瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿侵蝕提升關(guān)鍵能力A[解析]SiO2是無色晶體,A錯(cuò)誤;陶瓷是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿腐蝕,B、D正確;瓷器的質(zhì)量與原料礦物組成、升溫速度、煅燒時(shí)間等因素有關(guān),C正確。[易錯(cuò)警示]

硅及其化合物用途的易錯(cuò)點(diǎn)(1)用作半導(dǎo)體材料的是晶體硅而不是SiO2,用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2而不是硅,計(jì)算機(jī)芯片的成分是晶體硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、瑪瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸鹽。(3)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸鹽。提升關(guān)鍵能力提升關(guān)鍵能力題組二新型無機(jī)非金屬材料1.下列關(guān)于無機(jī)非金屬材料的說法不正確的是

(

)A.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B.新型無機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),但強(qiáng)度比較差C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分不同B提升關(guān)鍵能力[解析]無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指常說的硅酸鹽材料,包括玻璃、水泥、陶瓷等,故A正確;新型無機(jī)非金屬材料克服傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn),還具有新的特性和功能,如SiC耐高溫、硬度大、強(qiáng)度高等,故B錯(cuò)誤;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn),故C正確;傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷等主要成分是硅酸鹽,而新型無機(jī)非金屬材料,如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維等主要成分不是硅酸鹽,故D正確。2.科技發(fā)展改變生活,近幾年我國人工智能、航空航天、量子通信、生命科學(xué)大放異彩。下列說法不正確的是(

)A.神舟飛船上航天員所使用的操縱桿采用碳纖維材料制作,碳纖維屬于新型無機(jī)非金屬材料B.世界首款異構(gòu)融合類腦芯片——“天機(jī)芯”的主要材料與光導(dǎo)纖維的不同C.“長征五號遙五”運(yùn)載火箭中使用的氮化鋁陶瓷,屬于新型硅酸鹽材料D.量子通信材料螺旋碳納米管與石墨烯互為同素異形體提升關(guān)鍵能力C提升關(guān)鍵能力[解析]碳纖維是指含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維,碳纖維材料屬于新型無機(jī)非金屬材料,A正確;“天機(jī)芯”的主要材料是Si,光導(dǎo)纖維的主要材料為SiO2,B正確;氮化鋁陶瓷具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn),屬于新型無機(jī)非金屬材料,不是硅酸鹽材料,C錯(cuò)誤;量子通信材料螺旋碳納米管為碳單質(zhì),石墨烯也為碳單質(zhì),兩者是同種元素的不同單質(zhì),兩者互為同素異形體,D正確。經(jīng)典真題·明考向知識(shí)梳理

1.[2022·廣東卷]廣東一直是我國對外交流的重要窗口,館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)C文物選項(xiàng)

A.南宋鎏金飾品

B.蒜頭紋銀盒

C.廣彩瓷咖啡杯

D.銅鍍金鐘座[解析]鎏金飾品是用金汞合金制成的金泥涂飾器物的表面,經(jīng)過烘烤,汞蒸發(fā)而金固結(jié)于器物上的一種傳統(tǒng)工藝,其中不含硅酸鹽,故A項(xiàng)不符合題意;蒜頭紋銀盒中主要成分為金屬銀,其中不含硅酸鹽,故B項(xiàng)不符合題意;廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成的,其主要成分為硅酸鹽,故C項(xiàng)符合題意;銅鍍金鐘座是由銅和金等制作而成的,其中不含硅酸鹽,故D項(xiàng)不符合題意。2.

[2021·重慶卷]“垃圾分類記心上,魅力山城新時(shí)尚”。下列可回收物中,主要成分為無機(jī)非金屬材料的是

(

)A.普通玻璃B.不銹鋼鍋

C.礦泉水瓶D.棉麻織物A[解析]無機(jī)非金屬材料包括玻璃、陶瓷、水泥等,故A正確;不銹鋼鍋主要為金屬材料,礦泉水瓶為塑料制品,棉麻織物主要成分為纖維素,均不屬于無機(jī)非金屬材料,故B、C、D錯(cuò)誤。漂白粉與鹽酸混合使用,反應(yīng)生成Cl2,消毒效果減弱,D錯(cuò)誤。3.

[2022·河北卷]定窯是宋代五大名窯之一,其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是

(

)A.傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料

B.陶瓷主要成分為SiO2和MgOC.陶瓷燒制的過程為物理變化

D.白瓷的白色是因鐵含量較高A[解析]傳統(tǒng)陶瓷主要成分為硅酸鹽,屬于絕緣材料,A正確,B錯(cuò)誤;陶瓷是以黏土為主要原料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成,燒制過程中有新物質(zhì)生成,存在化學(xué)變化,C錯(cuò)誤;白瓷中鐵元素含量較少,鐵元素含量越多,瓷器顏色一般越深,D錯(cuò)誤。4.

[2022·湖北卷]C60在高溫高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽?dǎo)電性、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關(guān)于該碳玻璃的說法錯(cuò)誤的是

(

)A.具有自范性

B.與C60互為同素異形體C.含有sp3雜化的碳原子

D.化學(xué)性質(zhì)與金剛石有差異

A[解析]自范性是晶體的性質(zhì),碳玻璃為非晶態(tài),所以沒有自范性,A錯(cuò)誤;碳玻璃和C60是由碳元素形成的不同單質(zhì),所以互為同素異形體,B正確;碳玻璃硬度高,與金剛石物理性質(zhì)類似,因而結(jié)構(gòu)具有一定的相似性,所以含有sp3雜化的碳原子,C正確;金剛石與碳玻璃互為同素異形體,性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上,化學(xué)性質(zhì)上也有著活性的差異,D正確。1.[2019·全國卷Ⅰ]陶瓷是火與土的結(jié)晶,是中華文明的象征之一,其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯(cuò)誤的是 (

)A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色,來自氧化鐵B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品,由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C.陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料,主要化學(xué)成分是硅酸鹽D.陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)[解析]氧化鐵為紅色,瓷器青色不是氧化鐵形成的,A項(xiàng)錯(cuò)誤。黏土具有良好的可塑性,可用于燒制陶制品,B項(xiàng)正確。陶瓷屬于硅酸鹽產(chǎn)品,C項(xiàng)正確。陶瓷的主要化學(xué)成分是硅酸鹽,一般不易與酸堿等物質(zhì)反應(yīng),D項(xiàng)正確。備用習(xí)題A備用習(xí)題2.[2023·湖南名校聯(lián)盟聯(lián)考]制造芯片用到高純硅,用SiHCl3與過量H2在1100~1200℃反應(yīng)制備高純硅的裝置如下圖所示(熱源及夾持裝置略去)。已知:SiHCl3

遇水強(qiáng)烈水解,在空氣中易自燃。下列說法錯(cuò)誤的是

(

)A.裝置B中的試劑是濃硫酸B.實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開裝置C中分液漏斗的活塞C.裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化D.裝置D不能采用普通玻璃管的原因是在反應(yīng)溫度下,普通玻璃管會(huì)軟化B備用習(xí)題[解析]SiHCl3

遇水強(qiáng)烈水解,H2應(yīng)干燥,故裝置B中的試劑是濃硫酸,A正確;SiHCl3在空氣中易自燃,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)排盡裝置內(nèi)的空氣,應(yīng)先通H2,后打開裝置C中分液漏斗的活塞,B錯(cuò)誤;SiHCl3呈液態(tài),需轉(zhuǎn)化為蒸氣進(jìn)入石英管中與H2反應(yīng),裝置C中的燒瓶需要加熱,C正確;制高純硅時(shí),溫度在1100~1200℃,故D不能采用普通玻璃管,D正確。3.下列有關(guān)新型無機(jī)非金屬材料的敘述,不正確的是 (

)A.氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、光導(dǎo)纖維等屬于新型無機(jī)非金屬材料B.碳化硅的硬度大、熔點(diǎn)高,可用作砂紙和砂輪的磨料及耐高溫材料C.碳納米管具有納米尺度的直徑,可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等D.石墨烯具有熔點(diǎn)高、硬度大等特性,可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域[解析]石墨烯是只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨,具有電阻率低、熱導(dǎo)率高、強(qiáng)度高等特性,在光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料等領(lǐng)域應(yīng)用較廣。備用習(xí)題D4.《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,干燥之后則堆積窯中,燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)與造磚同法”。下列說法錯(cuò)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(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化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備用習(xí)題A備用習(xí)題[解析]沙子的主要成分是SiO2,“黏土”的主要成分是硅酸鹽,A錯(cuò)誤;“燃薪舉火”燒制“黏土”,發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化,制得磚、瓦等硅酸鹽產(chǎn)品,B正確;據(jù)“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)與造磚同法”可知,燒制后澆水冷卻成青瓦,C正確;“黏土”是制造磚瓦、陶瓷的主要原料,在燒制過程中發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化,D正確。考點(diǎn)一

硅和二氧化硅1.下列關(guān)于硅和二氧化硅的說法中不正確的是 (

)A.硅在自然界中主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在B.高純度的硅可用于制造計(jì)算機(jī)芯片C.二氧化硅用于制造光導(dǎo)纖維和生產(chǎn)玻璃D.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)D123456789101112[解析]常溫下,SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3,可與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4氣體。2.下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是

(

)A.二氧化硅是酸性氧化物,因此能與水反應(yīng)生成硅酸B.二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維,由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造光纜C.二氧化硅能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng)D.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí),當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),得到2.8g硅C123456789101112123456789101112[解析]二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅不溶于水,與水不反應(yīng),故A錯(cuò)誤;二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維,由于其良好的光學(xué)特性而被用于制造光纜,故B錯(cuò)誤;在高溫時(shí),二氧化硅能夠與碳酸鈉固體反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳,故C正確;由化學(xué)方程式SiO2+2CSi+2CO↑,可知當(dāng)生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即0.1mol氣體時(shí),得到0.05mol即1.4g硅,故D錯(cuò)誤。123456789101112

C123456789101112[解析]SiO2雖然既能與NaOH溶液反應(yīng),又能與氫氟酸反應(yīng),但屬于酸性氧化物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;高溫下SiO2能與Na2CO3固體反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2,二氧化碳?xì)怏w逸出,會(huì)促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行,并不能說明硅酸酸性強(qiáng)于碳酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)正確;SiO2→H2SiO3不能直接一步轉(zhuǎn)化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1234567891011124.高純度晶體硅是典型的無機(jī)非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起一場計(jì)算機(jī)的“革命”,可以按下列方法制備:SiO2

Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說法不正確的是 (

)A.步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑B.步驟①中每生成1molSi,轉(zhuǎn)移4mol電子C.高純硅是制造太陽能電池的常用材料,二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料D.SiHCl3(沸點(diǎn)為31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)為57.6℃),通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3A123456789101112[解析]二氧化硅在高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體,即步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,故A錯(cuò)誤;步驟①中Si的化合價(jià)降低4價(jià),每生成1molSi轉(zhuǎn)移4mol電子,故B正確;高純硅是半導(dǎo)體,是制造集成電路、太陽能電池的常用材料,二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料,故C正確;二者沸點(diǎn)相差較大,可以采用蒸餾的方法分離,故D正確。1234567891011125.二氧化硅(SiO2)又稱硅石,是制備硅及其化合物的重要原料。下列說法正確的是(

)A.SiO2既能與HF反應(yīng),又能與NaOH反應(yīng),屬于兩性氧化物B.SiO2和Si都是光導(dǎo)纖維材料C.利用SiO2與NaOH溶液反應(yīng)可制取“水玻璃”D.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)C123456789101112[解析]SiO2是酸性氧化物,A錯(cuò)誤;SiO2是光導(dǎo)纖維材料,Si為半導(dǎo)體材料,B錯(cuò)誤;“水玻璃”是Na2SiO3的水溶液,C正確;制取Si的過程中涉及了氧化還原反應(yīng),如二氧化硅與碳反應(yīng),硅與氯氣反應(yīng)等,D錯(cuò)誤。6.2022年2月在北京舉辦的冬季奧運(yùn)會(huì)中,使用了許多功能各異的材料,下列有關(guān)材料的描述中不正確的是

(

)A.陶瓷、玻璃、水泥屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料B.石墨烯、富勒烯和碳納米管屬于新型有機(jī)非金屬材料C.硅是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料D.通訊中使用的光導(dǎo)纖維,主要成分為SiO2123456789101112考點(diǎn)二

無機(jī)非金屬材料B123456789101112[解析]玻璃、陶瓷、水泥的主要成分是硅酸鹽類,都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料,A正確;碳納米管、富勒烯、石墨烯都是新型無機(jī)非金屬材料,B不正確;晶體硅導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,是應(yīng)用最廣泛的良好的半導(dǎo)體材料,C正確;光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,D正確。7.“九秋風(fēng)露越窯開,奪得千峰翠色來”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩句,描繪我國古代精美的陶瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品,下列有關(guān)說法正確的是(

)A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽C123456789101112123456789101112[解析]陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品,A項(xiàng)錯(cuò)誤;純堿、石灰石和石英砂是制普通玻璃的主要原料,而制水泥的主要原料是黏土和石灰石,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸鹽,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.碳納米管可看作單層或多層石墨烯無縫卷曲而成的直徑為2~20nm的中空管狀結(jié)構(gòu),下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.石墨烯和碳納米管互為同素異形體B.石墨烯中只存在非極性鍵C.碳納米管是一種膠體D.石墨烯可用于制造超級電容、電池等C123456789101112[解析]同素異形體是同種元素組成的不同單質(zhì),石墨烯和碳納米管互為同素異形體,A正確;石墨烯中只存在碳碳鍵,屬于非極性鍵,B正確;碳納米管是碳單質(zhì),不是膠體,C錯(cuò)誤;石墨烯的電阻率低,熱導(dǎo)率高,具有很高的強(qiáng)度,可用于制造超級電容、電池等,D正確。1234567891011129.科學(xué)家開發(fā)出一種低成本光伏材料——蜂窩狀石墨烯。生產(chǎn)原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),然后除去Na2CO3,即可制得蜂窩狀石墨烯。下列說法不正確的是(

)A.石墨烯與金剛石互為同素異形體B.Na2O屬于堿性氧化物,CO屬于酸性氧化物C.上述生產(chǎn)石墨烯的反應(yīng)不屬于復(fù)分解反應(yīng)D.上述生產(chǎn)石墨烯的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B123456789101112[解析]石墨烯與金剛石為同種元素即碳元素形成的不同單質(zhì),互為同素異形體,A正確。和酸反應(yīng)只生成一種鹽和水的氧化物為堿性氧化物,故氧化鈉是堿性氧化物;CO與堿、水等不反應(yīng),為不成鹽氧化物,B錯(cuò)誤。生產(chǎn)原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),反應(yīng)中C元素化合價(jià)發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng),C、D正確。12345678910111210.

氮化硅(Si3N4)是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。用石英砂和原料氣(含N2和少量O2)制備Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的單質(zhì)及化合物):下列敘述不正確的是 (

)A.“還原”步驟中焦炭主要被氧化為COB.“高溫氮化”主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Si+2N2

Si3N4C.“操作X”可將原料氣通過灼熱的銅粉D.“稀酸Y”可選用稀硝酸或稀硫酸D123456789101112[解析]焦炭與石英砂發(fā)生反應(yīng)SiO2+2CSi+2CO↑,焦炭被氧化成CO,A正確;“高溫氮化”是Si與氮?dú)饣仙蒘i3N4,化學(xué)方程式為3Si+2N2

Si3N4,B正確;原料氣中含有N2和少量的O2,氧氣能與Cu反應(yīng)生成CuO,N2不與Cu反應(yīng),操作X可以得到純凈氮?dú)?C正確;粗硅中含有少量Fe和Cu,即Si3N4中含有少量Fe和Cu,Fe、Cu與稀硝酸反應(yīng),得到可溶于水的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2,稀硝酸可以除去Si3N4中Fe和Cu,但Cu不溶于稀硫酸,故不能用稀硫酸,D錯(cuò)誤。12345678910111211.現(xiàn)今手機(jī)等電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,推動(dòng)了高純硅的生產(chǎn)與應(yīng)用。工業(yè)上用“西門子法”,以硅石(SiO2)為原料制備冶金級高純硅的工藝流程如圖所示。下列說法不正確的是(

)已知:SiHCl3室溫下為易揮發(fā)、易水解的無色液體。A.“還原”過程需要在高溫條件下進(jìn)行,該反應(yīng)的主要還原產(chǎn)物為SiB.為最大程度節(jié)約成本,上述生產(chǎn)工藝中能循環(huán)使用的物質(zhì)只有H2C.為防止SiHCl3水解而損失、氫氣爆炸,“氧化”“分離”與“熱解”的過程均需要在無水、無氧的條件下進(jìn)行D.“氧化”過程反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+3HClSiHCl3+H2B123456789101112考點(diǎn)三

無機(jī)非金屬材料綜合考查[解析]二氧化硅和金屬鎂在高溫下反應(yīng)生成氧化鎂和硅,加入稀硫酸除去氧化鎂,過濾得到硅,通入氯化氫,在一定條件下反應(yīng)生成SiHCl3,SiHCl3最后與氫氣反應(yīng)生成Si。二氧化硅和金屬鎂在高溫下反應(yīng)生成氧化