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第 09 讲 无机非金属材料
1．广东作为中国南大门，保存着不少国宝级文物。下列国宝级文物主要由陶瓷制成的是
A．元青花人物图玉壶春瓶 B．南宋鎏金腰带
C．清象牙雕空雕八仙福寿提梁盒 D．北宋木雕罗汉像
2．中华文明源远流长，下列文物属于无机非金属材料的是
A．老青铜错金马 B．青铜链子壶 C．双龙头实心铜印章 D．越窑刻花龙抬头倒流壶
3．陶瓷版“冰墩墩”和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡——福建德化县。德化陶瓷早在宋元时期就是
“海上丝绸之路”的重要出口商品。下列说法不正确的是
A．陶瓷、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料
B．陶瓷版“冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为Fe O
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C．高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能
D．陶瓷是以粘土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成
4．航天科技的发展与化学密切相关。2013年12月15日，“玉兔号”成为我国登陆月球的第一辆月球
车。2022年11月29日，神舟十五号载人飞船成功发射，首次实现6名航天员太空会师。中国航天科技集
团计划2023年安排60余次宇航发射任务。下列说法中错误的是
A．碳化硅 可用作宇宙飞船的耐热材料
B．肼 可作火箭燃料，可用 作氧化剂
C．二氧化硅可用作航天器太阳能电池板的材料
D．电解水产生氧气是宇航员供氧的主要来源
5．下列有关硅及其化合物的说法不正确的是
A．因为高温时SiO 与NaCO 反应放出CO，所以HSiO 酸性比HCO 强
2 2 3 2 2 3 2 3
B．SiO 晶体是由Si与O按照1∶2的比例形成的立体网状结构， 硅氧四面体不仅存在于SiO 晶体中，而且
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存在于硅酸盐矿石中
C．水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯的主要成分为SiO
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D．青花瓷胎体的原料为高岭土[AlSi O(OH) ]，若以氧化物形式可表示为：Al O·2SiO·2H O
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6．沙子的主要成分是SiO，SiO 属于酸性氧化物，部分性质与CO、SO 类似。下列关于SiO 性质的预测
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错误的是
A．SiO 能与氢氧化钠溶液反应生成NaSiO 和HO
2 2 3 2
B．SiO 高温下能与CaO反应生成CaSiO
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C．SiO 能与水反应生成硅酸
2
D．SiO 可以用作建筑材料
2
7．化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
选项 现象或事实 解释
A 用氢氟酸刻蚀玻璃 二氧化硅是碱性氧化物
豆科植物的根瘤菌将氮气转化成
B 这是一个自然固氮的过程
氨
过氧化钠可作呼吸面具中氧气来
C 过氧化钠能氧化二氧化碳
源
D 用硅制光导纤维 硅是良好的半导体材料8．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是
A．
B．
C．
D．
9．化学是研究物质及其变化的科学。通常条件下，下列各组物质按右图所示转化关系每一步都能一步实
现的是
选
甲 乙 丙 丁
项
A
B Si
C NO
D Cu CuO
10．菱镁矿(主要成分为 ，还含有少量 、 )制备 的流程如图。下列说法正确的是
A．步骤(Ⅰ)得到的滤渣主要成分为 B．步骤(Ⅱ)发生的反应有2个
C．步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行 D．滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀
11．在给定条件下，下列物质间转化不能实现的是
A．黄铁矿
B．石英砂 粗硅 高纯硅C．
D．
12．铁橄榄石 [Fe (SiO)]是嫦娥五号月壤的主要含铁矿物之一，我国科学家发现陨石撞击过程的高温高压
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可引发铁橄榄石发生熔融产生 ， 发生反应形成 与 ，下列相关选项错误的是
A．铁橄榄石是一种硅酸盐，可改写为
B．该反应的方程式为：
C．铁橄榄石熔融产生自由移动的 属于化学变化
D．该研究证明了月壤中存在歧化成因的单质铁
13．制造芯片用到高纯硅，用SiHCl (沸点：31.85℃，SiHCl 遇水会剧烈反应，易自燃)与过量H 在
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1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法不正确的是
A．整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气
B．装置II、III中依次盛装的是浓HSO 、温度高于32℃的温水
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C．实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置IV石英管
D．尾气处理可直接通入NaOH溶液中
14．以叶蛇纹石[主要成分是 ，含少量Fe O、FeO、Al O 等]为原料提取高纯硅的流程
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如下：
叶蛇纹石 SiO 粗硅 SiHCl 高纯硅
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下列说法错误的是
A．反应2的副产物可作燃料B．反应3和反应4的副产物可循环利用
C．反应1、2、3、4都是氧化还原反应
D．上述流程中反应3和反应4不可在同一容器中进行
15．黄铜矿主要成分是 ，还含有 ，以该黄铜矿为原料制备胆矾的流程如下：
下列说法正确的是
A．方案Ⅰ中，“浸取”时使用98%浓硫酸
B．滤渣Ⅱ中含 和S
C．可用氯水和KSCN溶液检验滤液Ⅰ和滤液Ⅱ中是否含
D．方案Ⅰ更符合环保要求
16．根据“玉兔二号”提供的一个暗绿色闪光的石块信息进行分析，发现石块主要由约 的斜长石(
)、 的辉石 ( 、 为单核离子， )和 的橄榄石( ， 为
、 )组成。下列关于上述“三石”的说法正确的是
A．既是硅酸盐材料，又是金属材料
B．斜长石( )不稳定易水解
C．若辉石中 、 为 时， 可能是
D．橄榄石的氧化物形式一定为
17．将过量的CO 分别通入下列溶液中：①CaCl 溶液②NaSiO 溶液③Ca(ClO) 溶液④饱和NaCO 溶
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液，最终溶液中有白色沉淀析出的是
A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③④18．某废催化剂含SiO、ZnS、CuS及少量的Fe O 某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实
2 3 4.
验流程如图：
下列说法正确的是
A．步骤①操作中，生成的气体可用CuSO 溶液吸收
4
B．检验滤液1中是否含有Fe2+，可以选用KSCN和新制的氯水
C．步骤②操作中，应先加6% H O，然后加入1.0mol·L -1HSO
2 2 2 4
D．滤渣1和滤渣2均含有HSiO 胶体，进一步加工可获得硅胶
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19．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等
杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解；
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
③有关物质的物理常数见表：
物质 SiCl BCl AlCl FeCl PCl
4 3 3 3 5
沸点/℃ 57.7 12.8 — 315 —
熔点/℃ －70.0 －107.2 — — —
升华温度/℃ — — 180 300 162
请回答下列问题：
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置F的作用是 。(3)常用强碱溶液吸收尾气，反应的离子方程式为 。
(4)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除
铁元素外可能还含有的元素是 (填写元素符号)。
(5)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2+，再用KMnO 标准溶液在酸
4
性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是 。
20．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流化床反应器主反应： ；
②还原炉主反应： ；
③ 极易水解： 。
回答下列问题：
(1)石英砂的主要成分为 ， 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
碱反应生成盐和水的是 (填标号)
A． B． C． D．
还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)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 生成，石英
砂和焦炭生成 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 外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如 、 、
等)，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 。
