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5.3 无机非金属材料 练习（解析版）
1．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【答案】C
【详解】
①硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，故①正确；
②水晶主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；
③光导纤维的主要成分是二氧化硅，故③错误；
④陶瓷的主要成分是硅酸盐且陶瓷应用极早，故④正确。
综上所述，本题正确答案为C。
2．工业上利用二氧化硅来制取高纯度的硅（硅含量达99.9%以上），反应过程中不需要用到的反
应物是 ( )
A．C B．H
2
C．CO D．Cl
2
【答案】C
【解析】工业上分三步制取纯硅：
高温
SiO
2
+ 2C Si + 2CO↑
△
Si + 2Cl SiCl
2 4
高温
SiCl
4
+ 2H
2
4HCl + Si
故反应过程中并不需要CO，选C
3．下列关于水泥和普通玻璃工业生产的叙述正确的是
①产品都是硅酸盐 ②反应条件都是高温 ③都用含有硅的物质作原料 ④反应原理都是一系列复
杂的物理化学变化
A．①③ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
【答案】D
【详解】
①水泥和普通玻璃产品都是硅酸盐，正确；
②反应条件都是高温，正确；
③制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，都用含有硅
的物质作原料，正确；④反应原理都是一系列复杂的物理化学变化，正确；
4．下列物品或设备：①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太
阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片所用材料为SiO 或要用到SiO 的是 ( )
2 2
A．①②③④⑤⑦ B．全部
C．⑥⑧ D．①②⑦⑧
【答案】A
【详解】
石英、水晶、玻璃的主要成分是二氧化硅，光导纤维是二氧化硅材料，硅电池、硅芯片均是硅单质
的用途的体现，陶瓷、砖瓦、玻璃、石棉为硅酸盐材料。所用材料为SiO 或用到SiO 的是：
2 2
②③④⑤⑦；为硅酸盐的是：①；故答案选C。
5．15gSiO 和足量的碳在高温下发生反应：SiO＋2C Si＋2CO↑。下列叙述中正确的是
2 2
（ ）
A．氧化剂和还原剂的质量之比为1∶2
B．SiO 是还原剂
2
C．反应中有6g碳被氧化
D．反应中生成了28gCO
【答案】C
【详解】
A．由化合价变化分析：SiO 中硅的化合价为+4价，反应后生成了单质硅，硅的化合价为0价，化
2
合价降低，SiO 是氧化剂，碳的化合价从0价升高到了CO中的+2价，C是还原剂，氧化剂和还原
2
剂的物质的量之比为1∶2，故A错误；
B．SiO 是氧化剂，故B错误；
2
C．15 g SiO 为0.25 mol，需消耗碳6 g，故C正确；
2
D．15 g SiO 为0.25 mol，生成14gCO，故D错误；
2
6．从古至今化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．晶体硅被用于计算机芯片，工业制粗硅的反应原理为：SiO＋C Si＋CO↑
2 2
B．合金熔点、硬度都低于成分金属
C．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的有机高分子材料
D．无色透明的SiO 是制造光导纤维的重要原料
2
【答案】D
【详解】
A. 晶体硅被用于计算机芯片，工业制粗硅生成CO，反应原理为SiO+2C Si(粗)+2CO↑，故A
2
错误；
B. 合金熔点低于成分金属，硬度高于成分金属，故B错误；
C. 中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料，故C错误；D. 光导纤维的成分是二氧化硅，则无色透明的SiO 是制造光导纤维的重要原料，故D正确；
2
7．下列材料可能是用玻璃钢制作的是( )
①棉纱 ②玻璃 ③钢材 ④滑梯 ⑤游乐车 ⑥餐桌椅
A．①②③
B．①②④
C．③④⑤
D．④⑤⑥
【答案】D
【详解】
棉纱的主要成分是天然纤维，故选项中有①不可选，选项A、B项被排除。选项C、D中皆无②，
无需分析。③钢材是铁制品，与玻璃钢无关，选项中有③的不可选，选项C被排除。
8．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机
的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备：SiO Si(粗) SiHCl
2 3
Si(纯)。下列说法正确的是( )
A．反应①的化学方程式为SiO＋C Si＋CO↑
2 2
B．反应①②③中每生成或消耗1 mol Si，转移4 mol电子
C．二氧化硅与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D．SiHCl (沸点31.8 ℃)中含有少量的SiCl (沸点57.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl
3 4 3
【答案】D
【详解】
A．二氧化硅与C在高温条件下反应生成Si和CO，不是二氧化碳，故A错误；
B．反应①中每生成1 mol Si转移4 mol电子，而SiHCl 中Si的化合价是＋2，所以反应②③中每消
3
耗或生成1 mol Si，转移2 mol电子，故B错误；
C．二氧化硅与硅都可以与氢氟酸反应，故C错误；
D．SiHCl 与SiCl 的沸点相差较大，所以可通过蒸馏除去SiCl ，故D正确。
3 4 4
9．下列物品或设备的成分中含有二氧化硅的是( )
①门窗玻璃 ②水晶镜片 ③石英钟表 ④玛瑙首饰 ⑤硅太阳能电池 ⑥光导纤维 ⑦计算机芯
片
A．①②③④⑥ B．全部
C．⑤⑦ D．①②⑥⑦
【答案】A
【详解】
①门窗玻璃中含有SiO、NaSiO、CaSiO ，①符合题意；
2 2 3 3
②水晶镜片主要成分是SiO，②符合题意；
2
③石英钟表主要成分是SiO，③符合题意；
2
④玛瑙首饰主要成分是SiO，④符合题意；
2
⑤硅太阳能电池主要成分是Si，⑤不符合题意；⑥光导纤维主要成分是SiO，⑥符合题意；
2
⑦计算机芯片的主要成分是Si，⑦不符合题意；
10．在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A．玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B．晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C．碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
【答案】D
【详解】
A．水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；
B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主要原料，故B错误；
C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故C错误；
D．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，
故D正确；
11．(1)材料是人类赖以生存的物质基础，是人类社会进步的里程碑。
①下列属于硅酸盐材料的是________(填字母，下同)。
a. 青花瓷 b. 青铜 c. 沥青
②为防止钢铁器件腐蚀，下列举措不合理的是________。
a. 表面镀锌 b. 使用不锈钢 c. 表面附着铜片
③制造玻璃和水泥的主要原料中，均用到的原料是________。
a. 石灰石 b. 纯碱 c. 黏土
(2)某品牌食品调料标签的一部分如下图。
①配料中的大量氨基酸态氮来源于黄豆中的蛋白质发生________反应得到。
②小麦粉中的主要营养物质是________。
③配料中，属于着色剂的是______；属于甜味剂的是__________；属于防腐剂的是______。
(3)绿色发展、低碳发展和循环发展是生态文明建设的基本途径。
①从源水处理成自来水，常需加入明矾、活性炭处理以及通氯气处理等，其中通氯气处理的作用是
___。
②目前我国空气质量检测体系包括：PM2.5、PM10、SO 、NO 、O、CO六项指标。六项指标中对
2 2 3
雾霾天气的形成有促进作用、雾霾天气又能进一步加剧其积聚颗粒物的是__________；引起酸雨的
气体为SO 和___；煤中加入适量的石灰石可以减少燃煤产生的SO ，发生反应的化学方程式为
2 2
____________。
③用二氧化碳生产化工产品，有利于二氧化碳的大量回收。CO 和H 在催化剂及高温、高压条件下
2 2
可以合成乙醇，该反应的化学方程式为_________________________________。【答案】a c a 水解 淀粉 焦糖色 三氯蔗糖 苯甲酸钠 消毒杀菌
【答题空10】PM2.5 NO 2SO ＋2CaCO ＋O 2CaSO＋2CO 2CO ＋6H
2 2 3 2 4 2 2 2
CHCHOH＋3HO
3 2 2
【解析】
(1) ①青花瓷是黏土煅烧而成的，属于硅酸盐产品，故a正确；青铜是合金，所以b错误；沥青属
于有机烃类化合物，故c错误。正确答案为a； ②a、在钢铁器件表面镀锌，由于锌比铁活泼，所
以锌被腐蚀而保护了钢铁，故a合理；b、由于不锈钢不易被腐蚀，故b合理；c、在钢铁器件表面
附着铜片，由于铁比铜活泼，所以加快了钢铁的腐蚀，故c不合理。正确答案为c；③工业上生产
玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英，生产水泥的原料是石灰石和黏土，所以二者都用到的原料是石
灰石，即正确答案为a；
(2) ①蛋白质水解的最终产物是氨基酸，所以配料中的大量氨基酸态氮来源于黄豆中的蛋白质发生
水解反应得到；②小麦粉中的主要营养物质淀粉，因淀粉经水解最终产物为葡萄糖；③分析配料中
的物质可知，焦糖色是有颜色的物质，属于着色剂；三氯蔗糖具有甜味，所以属于甜味剂；苯甲酸
钠具有防腐性能，所以属于防腐剂；
(3) ① 氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性，可以起到杀菌消毒作用，所以常用于自来水的消毒
杀菌；②这六项指标中对雾霾天气的形成有促进作用、雾霾天气又能进一步加剧其积聚颗粒物的是
PM2.5；引起酸雨的气体为SO 和NO ；在煤的燃烧时，石灰石分解生成CaO和CO，CaO属于碱
2 2 2
性氧化物，可与酸性氧化物SO 反应生成CaSO，CaSO 又容易被氧化为CaSO，从而减少燃煤产
2 3 3 4
生的SO ，发生反应的化学方程式为2SO ＋2CaCO ＋O 2CaSO＋2CO；③根据题目叙述可
2 2 3 2 4 2
知，反应物为CO 和H，生成物为乙醇，所以反应的化学方程式为2CO＋6H
2 2 2 2
CHCHOH＋3HO。
3 2 2
12．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题：
(1)硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：_________________________________。
(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡
(BaCuSi O，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。
2 x
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO
2
B．性质稳定，不易脱色
C．x等于6
D．易溶解于强酸和强碱
(3)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式：________________。
②SiCl 极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为
4____________________。
③在流化床反应的产物中，除SiCl 外，还有SiHCl 、SiHCl、SiHCl、FeCl 等，有关物质的沸点
4 3 2 2 3 3
数据如下表，分离SiCl 和其他杂质的方法为________。
4
物质 Si SiCl SiHCl SiHCl SiHCl HCl SiH
4 3 2 2 3 4
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9
【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可) D 2C＋
SiO 2CO↑＋Si SiCl ＋3HO===H SiO↓＋4HCl 蒸馏(精馏)
2 4 2 2 3
【详解】
(1)硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯片的
主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电
池板、制硅钢等，
因此，本题正确答案是：制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等；
(2)A. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、
水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示： ，所以A选项是正确的；
B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以B选项是正确的；
C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化
合价为+2价，则由化学式为 ，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：
，计算得出x=6，所以C选项是正确的；
D. 是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故D错误；
因此，本题正确答案是：D；
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应， 2C＋SiO 2CO↑＋Si；
2
② 水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程式为： SiCl ＋3HO===H SiO↓＋4HCl，因此，本题
4 2 2 3
正确答案是： SiCl ＋3HO===H SiO↓＋4HCl；
4 2 2 3
③利用沸点的不同提纯 属于蒸馏， (沸点57.6℃)中含有少量 (沸点33℃)和
(离子化合物沸点很高)， (沸点8.2℃)、 (沸点-30.4℃)、因为沸点差别较
大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质，因此，本题正确答案是：精馏(或蒸馏)。
