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第 09 讲 无机非金属材料
1．《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
堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是( )
A．黏土是制砖瓦和水泥的主要原料
B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化
C．沙子的主要成分为硅酸盐
D．泥坯烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
2.平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了－20 ℃能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材
和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，
不正确的是( )
A．石墨烯是能导热的金属材料
B．铝合金是密度较小的金属材料
C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料
D．新型材料种类多、用途广
3．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主
角。下列几种物质中含有硅单质的是( )
4．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、熔点高，化学稳定性好的特点，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
5．下列关于硅的说法不正确的是( )
A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化
D．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属单质发生反应
6．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
7．化学与社会、生活、生产密切相关。下列关于物质应用的解释错误的是( )
A．液氢可用作“长征5号”火箭的燃料，因为液氢无毒无污染，且燃烧热值高
B．高纯硅可用于制造光感电池，因为单质硅具有半导体性能，可将太阳能转化为电能
C．二氧化硅可用于制造光导纤维，因为二氧化硅硬度大且是酸性氧化物
D．钛被称为“第三金属”，钛合金可用于制造飞机的结构部件，因为钛合金强度高且耐腐蚀
8．下列叙述正确的是( )
A．CO 和SiO 都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似
2 2
B．因为CaCO＋SiO=====CaSiO＋CO↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
3 2 3 2
C．CO 和SiO 都能与碳反应，且都作氧化剂
2 2
D．SiO 既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以SiO 属于两性氧化物
2 2
9．科学家最近用金属钠还原CCl 和SiCl 制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na＋CCl＋
4 4 4
SiCl=====SiC＋8NaCl。下列说法不正确的是( )
4
A．SiC和SiO 中Si元素的化合价相同
2
B．上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物
C．SiO 制备单质Si、单质Si制备SiCl 均涉及氧化还原反应
2 4
D．一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力
10．世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。
(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为：___________________________、
________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是____________________。制备普通玻璃的主要反应
方程式为________________________________(任写一个)。(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________________(填化
学式)。
(4)要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是________(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
1．下列叙述正确的是( )
A．红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰的主要成分都是硅酸盐
B．硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂
C．制造玻璃是复杂的物理过程，玻璃的组成不同，性能不同
D．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应
2．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是( )
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同
3．下列有关物质性质与用途对应关系不正确的是( )
A．NaHCO 能与碱反应，可用作焙制糕点的膨松剂
3
B．CaO能与SO 反应，可作为工业废气处理时的脱硫剂
2
C．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可用于制造计算机硅芯片
D．饱和氯水既有酸性又有漂白性，加入适量NaHCO 固体，其漂白性增强
3
4．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反应中均为氧化还原反应
B．H 和HCl均可循环利用
2
C．SiO 是一种坚硬难熔的固体
2
D．SiHCl 摩尔质量为135.5 g
3
5．下列关于二氧化硅的说法正确的是( )A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸
B．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
C．二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应
D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅
6．科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( )
A．CO 是自然界碳循环中的重要物质
2
B．CO 加氢转化为乙烯，CO 被还原
2 2
C．CO 电催化时，在阳极转化为燃料
2
D．CO 与环氧丙烷可合成可降解塑料
2
7.高纯度晶体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”。可以按下列方法制备：
SiO――→Si(粗)――→SiHCl ――→Si(纯)
2 3
下列说法不正确的是( )
A．步骤①的化学方程式为SiO＋C=====Si＋CO↑
2 2
B．步骤①中每生成1 mol Si，转移4 mol电子
C．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D．SiHCl (沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl (沸点67.6 ℃)，通过蒸馏可提纯SiHCl
3 4 3
8．水玻璃(NaSiO 溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳
2 3
灰(SiO：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：
2
下列说法正确的是( )
A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B．操作A与操作B完全相同
C．该流程中硅元素的化合价发生改变D．反应器中发生的反应为氧化还原反应
9.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
2
②Si(粗)＋2Cl=====SiCl
2 4
③SiCl＋2H=====Si(纯)＋4HCl
4 2
关于上述反应的叙述不正确的是( )
A．①③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子
D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
10．高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图：
已知：①流化床反应器内的主反应：Si＋3HCl===========SiHCl＋H；
3 2
②还原炉内的主反应：SiHCl＋H――――――→Si＋3HCl；
3 2
③SiHCl 极易水解：SiHCl＋3HO===HSiO＋H↑＋3HCl↑。
3 3 2 2 3 2
回答下列问题：
(1)石英砂的主要成分为SiO，SiO 是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱
2 2
反应生成盐和水的是__________(填字母)。
A．Al B．AlO
2 3
C．CuO D．NaHCO
3
SiO 能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为_____________。
2
(2)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为________________________________________。
若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之
比为______________。
(3)整个操作流程都需隔绝空气，原因是______________________________(答出两条即可)。
(4)流化床反应器中除SiHCl 外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl、SiHCl、SiHCl等)，
3 4 2 2 3
可以用分馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是__________________。
(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是_______________________________________。1．(2020·浙江7月选考)CaSiO 是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
3 5
A．可发生反应：CaSiO＋4NHCl=====CaSiO＋2CaCl＋4NH↑＋2HO
3 5 4 3 2 3 2
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO 反应生成新盐
2
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO
2
2．(2019·全国Ⅰ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
3.（2019·新课标Ⅰ）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
4.(2018·江苏卷)CO 是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO 含量上升的是( )
2 2
A．光合作用 B．自然降雨
C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积
5.(2017·北京卷)我国在CO 催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO 转化过程示意图如下：
2 2
下列说法不正确的是( )
A．反应①的产物中含有水
B．反应②中只有碳碳键形成C．汽油主要是C ～C 的烃类混合物
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D．图中a的名称是2甲基丁烷
6.（2017·全国卷Ⅱ）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO，并含有一定量的铁、
2
铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是
_______________________________________________，还可使用____________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是____________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为
___________________________________________________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是__________________________。沉淀B的主要成分为____________、
______________(写化学式)。
