2020版新教材高中化学 课时素养评价七 5.3 无机非金属材料（含解析）新人教版必修2

无机非金属材料(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)1.(2019·聊城高一检测)《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙黏土而为之”,“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”,“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。下列说法错误的是()A.沙子和黏土的主要成分为硅酸盐B.“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理、化学变化C.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦D.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料【解析】选A。A项,沙子的主要成分是二氧化硅,不是硅酸盐,错误;B项,硅酸盐工业煅烧过程中发生一系列复杂的物理、化学变化,正确;C项,自然冷却生成的物质中铁元素为+3价,所以为红瓦,浇水过程中,水在高温下与碳反应生成还原性气体CO,Fe3+被还原为Fe2+,所以成青瓦,正确;D项,砖瓦和陶瓷的主要原料为黏土,正确。【补偿训练】下列物质的主要成分不是SiO2的是()A.水晶B.石英C.玛瑙D.晶体硅【解析】选D。晶体硅的成分是单质硅,不是二氧化硅。2.(2019·柳州高一检测)硅及其化合物是人类文明的重要物质。下列说法正确的是()A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂C.SiO2熔点比CO2高D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池【解析】选C。水晶的主要成分为SiO2,其不属于硅酸盐,A项错误;水玻璃是Na2SiO3的水溶液,属于混合物,B项错误;用于制造光导纤维的是二氧化硅,用于制造太阳能电池的是高纯硅,D项错误。【补偿训练】下列关于硅酸盐的说法正确的是()A.硅酸盐中的阴离子都是SiB.硅酸盐都难溶于水C.通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D.Na2SiO3的水溶液可用作黏合剂【解析】选D。只有很简单的硅酸盐中的阴离子才是Si,A错;简单的硅酸盐可溶于水,B错;用氧化物的形式表示硅酸盐的组成是为了简化、直观,并不是说硅酸盐就是由氧化物组成的,C错。3.下列属于新型无机非金属材料的是()A.光学玻璃B.水泥C.陶瓷D.新型陶瓷【解析】选D。光学玻璃是传统无机非金属材料,故A错误;水泥是传统无机非金属材料,故B错误;陶瓷是传统无机非金属材料,故C错误;新型陶瓷是新型无机非金属材料,故D正确。4.(2019·徐州高一检测)证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是()A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出B.加入过量的烧碱溶液,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.先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解【解析】选D。SiO2不溶于除氢氟酸以外的酸,CaO、CaCO3均可溶于盐酸,且CaCO3溶于盐酸时会有气泡产生,SiO2能溶于NaOH溶液。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)5.在半导体工业中有这样一句话:“从沙滩到用户”。其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si(粗)+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl。若在25℃101kPa条件下反应生成HCl气体49L(注:25℃101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L·mol-1),则:(1)反应生成HCl气体的质量为________,两反应共转移电子的个数为________。(2)反应生成的HCl气体溶于127mL水中,得到密度为1.20g·mL-1的盐酸,此盐酸的物质的量浓度为________。(3)“从沙滩到用户”涉及多个反应,其中制取粗硅的反应方程式为_______________________。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃,反应的离子方程式为______________________________。【解析】(1)25℃101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L·mol-1,49LHCl气体的物质的量为2mol,其质量为2mol×36.5g·mol-1=73g,两个反应共转移电子个数为4NA。(2)溶质质量为73g,水的质量为127g,所以溶液体积为=L,则盐酸的物质的量浓度是=12mol·L-1。(3)制取粗硅是用碳还原二氧化硅,其方程式为SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,石英的主要成分是SiO2,与烧碱反应制取水玻璃,反应的离子方程式为SiO2+2OH-Si+H2O。答案:(1)73g4NA(2)12mol·L-1(3)SiO2+2CSi(粗)+2CO↑SiO2+2OH-Si+H2O一、选择题(本题包括1小题,共5分)6.(2019·芜湖高一检测)由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列判断中错误的是()A.①②③均属于氧化还原反应B.H2和HCl均可循环利用C.SiO2是一种坚硬难熔的固体D.SiHCl3摩尔质量为135.5g【解析】选D。反应①②③中,都有元素化合价的升降,均属于氧化还原反应,A正确;生成的H2和HCl分别在反应③②中应用,B正确;SiO2的熔沸点很高,C正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,D错误。【互动探究】(1)上述过程②中HCl可以用Cl2代替,试写出反应的化学方程式。提示:Si(粗)+2Cl2SiCl4。(2)上述过程①中能否说明Si的还原性小于C?提示:不能。比较还原性强弱必须在通常条件下,上述过程中①是在高温条件下进行的。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)7.稻壳,是大米外面的一层壳。可以用来做酱油、酒以及发电,装成袋也可以种植平菇。稻壳是由外颖、内颖、护颖和小穗轴等几部分组成,外颖顶部之外长有鬓毛状的毛。高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为:组分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3质量分数(%)59.2038.800.250.500.640.61通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。请回答下列问题:(1)根据氧化物的性质进行分类,稻壳灰中涉及的氧化物最多有几类?(2)步骤①中涉及SiO2的什么性质?写出有关离子反应方程式。(3)通过流程分析滤渣A的成分是什么?(4)写出步骤③反应的化学方程式。(5)实验室进行步骤③用到的仪器有哪些?【解析】(1)二氧化硅为酸性氧化物,氧化钠、氧化钾、氧化铁为碱性氧化物,氧化铝为两性氧化物,所以最多涉及3种氧化物;(2)二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,离子方程式:SiO2+2OH-Si+H2O;(3)氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱,氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐,二氧化硅为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠,三氧化二铁与氢氧化钠不反应,所以过滤的滤渣A为Fe2O3、C;(4)硅酸不稳定,受热易分解生成二氧化硅和水,方程式:H2SiO3H2O+SiO2;(5)灼烧固体需要的仪器有:坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角。答案:(1)3(2)酸性氧化物的性质SiO2+2OH-Si+H2O(3)Fe2O3、C(4)H2SiO3H2O+SiO2(5)坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角