1、第三节无机非金属材料1.“5G”时代的到来，以光导纤维为基础的高速信息通道更加显得重要。下列物质中用于制造光导纤维的材料是()A.铜合金 B.陶瓷C.硅 D.二氧化硅答案D2.当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是()A.塑料 B.玻璃C.新型陶瓷 D.镁铝合金答案C解析制作保护层的材料应该具有硬度很大、具有优异的高温抗氧化性能，只有C项符合要求。3下列关于硅酸盐材料的说法错误的是()A生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B普通玻璃的主要成分是二氧化硅C陶瓷
2、的主要原料是黏土D硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料答案B解析普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。4下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()A这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质答案D解析水玻璃为硅酸钠溶液，其化学性质稳定，但可与空气中的二氧化碳反应生成硅酸沉淀。5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
3、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“雨过天睛云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A项错误；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素处于最高价态，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。6.有关高温结构陶瓷和光导纤维说法不正确的是()A.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料B.氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀，可用于制造火箭发动机C.光导纤维是一
4、种能高质量传导光的玻璃纤维D.光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听答案A解析高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身具有很多优点，如硬度、强度高，不怕氧化等，A项错误。氮化硅陶瓷是一种高温结构材料，具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀，可用于制造火箭发动机，B项正确。光导纤维具有良好的光学特性，是一种高质量传导光的玻璃纤维，具有抗干扰能力、不发生电辐射、能防窃听等性能，C、D项正确。7.硅及其化合物应用广泛，下列叙述正确的是()A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，是制造太阳能电池的常用材料B.水晶项链是硅酸盐制品C.光导纤维的主要成分是晶体硅D.硅在地壳中主要以游离态形式存在答
5、案A解析A.晶体硅具有金属光泽，它是一种性能优良的半导体材料，可以导电，是制造太阳能电池的常用材料，所以A选项是正确的；B.水晶的成分是二氧化硅，所以水晶项链不是硅酸盐制品，故B错误；C.光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，故C错误；D.硅在地壳中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，故D错误。8碳纳米管是继足球烯(C60)以后发现的又一种碳单质，以下有关碳纳米管与足球烯(C60)的说法错误的是()A它们的物理性质有较大差异B在常温下它们的化学性质都稳定C它们是不同的碳单质D它们分别完全燃烧后生成物不同答案D解析碳纳米管和足球烯中碳原子排列方式不同，物理性质不同；它们都是碳单质，都是纯净物，
6、在通常情况下化学性质比较稳定；二者完全燃烧时都生成二氧化碳。9下列有关硅的说法不正确的是()A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定程度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应答案C解析A项，晶体硅常用作制造太阳能电池的材料，实现太阳能转化成电能，正确；C项，硅的化学性质不活泼，在常温下能与F2、HF等物质发生反应，错误；D项，在加热条件下，硅单质能与氯气、氧气等物质发生反应，正确。10.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()A.石墨烯是新型无机非金属材料B.纳米材料属
7、于胶体C.硅酸盐材料只含有非金属元素D.二氧化硅常用作光电转换材料答案A解析纳米材料分散到分散剂中，才能形成胶体，B项不正确；硅酸盐材料不只含有非金属元素，可能含Ca、Al等金属元素，C项不正确；硅常用作光电转换材料，D项不正确。11硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_(填字母)。A陶瓷 B玻璃C水泥 D生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通过SiO
8、2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_(填字母)。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚(4)工业上常利用反应2CSiO2Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。答案(1)D(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO2解析(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具
9、有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)该反应中C被氧化，SiO2中4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。12.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备高纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3与过量H2在1 0001 100 反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题。(1)第步制备粗硅的化学
10、反应方程式为_。(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )和HCl(沸点84.7 )，提纯SiHCl3采用的方法为_。(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)装置B中的试剂是_。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_。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_。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_。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是_(填字母)
11、。a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液答案(1)SiO22CSi2CO(2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体生成在该反应温度下，普通玻璃管会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置内的空气bd解析解决分离沸点不同的液体方法就是分馏；根据题干“SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃”可知道H2的作用之一就是排尽装置内空气，防止SiHCl3自燃，而且H2必须是干燥的，可知B的作用就是干燥H2，所以选用浓H2SO4。由于通入D中应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流。所以C装置要加热，并且是水浴加热。由D装置应加热到1 0001 100 ，所以必须用石英管。鉴定是否含铁单质，用稀盐酸溶解后生成Fe2，如果选用NaOH会将生成的Si也溶解，所以考虑转化为Fe3后再检验，故选b、d。
