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专题 05 化工生产中的重要非金属元素
第 14 练 无机非金属材料
1．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤
通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的( )
A． 碳 B． 二氧化硅 C． 锗 D． 硅
2．下列含硅制品中，主要成分为硅单质的是( )
A．水晶镜片 B．玛瑙手镯 C．陶瓷餐具 D．计算机芯片
3．我国在科技上不断取得重大成果。下列各项中使用的材料不属于无机非金属材料的是( )
“神舟十三号”载
应用于5G手机中的石墨烯 用于吊装港珠澳大桥的超 “嫦娥五号”探测器使用
人飞船使用的石英
导热膜 高分子量聚乙烯纤维吊绳 的砷化镓太阳能电池板
挠性加速度计
A B C D
4．(2019·北京理综)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料
的是( )
A．4.03米大口径碳化硅 B．2022年冬奥会聚氨酯 C．能屏蔽电磁波的碳包 D．“玉兔二号”钛
反射镜 速滑服 覆银纳米线 合金筛网轮
5．下列说法中错误的是( )
A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品B．光导纤维被称为信息高速公路的骨架，其主要成分是二氧化硅
C．水玻璃可以作为粘合剂、木材防火剂
D．“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料
6．含硅元素的物质有很多用途，下列说法错误的是( )
A．硅胶多孔、吸水能力强，可用作袋装食品的干燥剂
B．陶瓷、水晶、水泥、玛瑙等均属于硅酸盐材料
C．高压输电线使用的陶瓷绝缘材料属于硅酸盐材料
D．高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化等性能，可应用于火箭发动机等
7．下列关于无机非金属材料的说法中，不正确的是( )
A．高纯硅可用于制造半导体材料
B．水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料
C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面
D．纳米材料直径1～100nm之间，能产生丁达尔现象
8．下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是( )
A．北京冬奥会滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材
B．中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氨化硅陶瓷发动机
C．我国具有独立知识产权的“龙芯”使用的晶体硅芯片
D．“嫦娥五号”成功着陆月球时使用碳化硅作钻杆材料
9．工业制粗硅的反应为SiO＋2C Si＋2CO↑。下列说法中正确的是( )
2
A．硅在自然界中主要以单质形式存在
B．由此反应可得出还原性：C>Si
C．SiO 是半导体材料
2
D．每生成1 mol Si理论上转移的电子数目约为4 ×6.02×1023
10．工业制粗硅的反应为SiO＋2C Si＋2CO↑。下列说法中正确的是( )
2
A．硅在自然界中主要以单质形式存在
B．Si是光导纤维的主要成分
C．SiO 是半导体材料
2
D．每生成1molSi理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
11．下列关于无机非金属材料的说法错误的是( )
A．工业生产陶瓷、玻璃和水泥的原料中都含有黏土
B．工业上用二氧化硅生产光导纤维C．碳化硅中碳原子与硅原子通过共价键连接，耐高温、硬度大
D．富勒烯、石墨烯都由碳原子构成，它们的结构不同，物理性质不同
12．材料是人类生活的物质基础。下列关于材料的说法正确的是( )
A．陶瓷、玻璃和水晶都属于传统非金属材料
B．中国天眼FAST用到的高性能的碳化硅材料属于新型陶瓷
C．中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料
D．太阳能电池可将光能转化为电能，主要成分为二氧化硅
13．下列关于材料的说法错误的是( )
A．碳纳米管是一种含有碳元素的化合物，属于新型无机非金属材料
B．钛合金密度小、硬度大、熔点高，可用于制造飞机、火箭
C．三峡大坝的建设使用了大量的水泥，水泥属于硅酸盐材料
D．不锈钢的抗腐蚀性能良好，可用于制作医疗器械
14．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、
哥窑。其中钧窑以“人窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是( )
A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
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．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
1．化学与社会、生活、技术密切相关，下列相关说法正确的是( )
A．水泥、玻璃、砖瓦、刚玉都属于硅酸盐类物质
B．ClO 代替Cl 作消毒剂，不仅能够提高消毒效率，而且可以避免产生新的有害物质
2 2
C．石灰抹墙与水泥砌墙的硬化过程原理相同
D．我国远古时期利用草木灰作肥料，实质是利用其中的NaCO
2 3
2．《天工开物》中关于制青瓦有如下记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之……
凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举……浇水转锈，与造砖同法。”下列说法错误的是( )
A．黏土的主要成分为硅酸盐
B．青砖中铁元素主要以氧化铁的形式存在
C．烧制后自然冷却不能制成青瓦
D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料3．下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是( )
A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品
B．常温下，单质硅的性质稳定，与强酸、强碱都很难发生反应
C．高纯硅可用于制造太阳能电池，高纯二氧化硅可用于制造光导纤维
D．某硅酸盐的化学式为KAlSi O，可用KO·Al O·6SiO 表示
3 8 2 2 3 2
4．寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al O·4SiO·H O，下列观点不正确的是( )
2 3 2 2
A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触
B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物
C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质
D．久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质
5． “金华玉”主要成分为黄蜡石，某种黄蜡石组成为A1 O·4SiO·H O，下列观点不正确的是( )
2 3 2 2
A．黄蜡石雕刻作品要避免与酸、碱接触
B．黄蜡石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物
C．潮湿的空气可能导致黄蜡石作品表面溶解变质
D．置于干燥空气中可能会导致黄蜡石作品脱水变质
6．金刚砂(SiC)可由SiO 和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO ＋3C=====SiC＋2CO↑，下
2 2
列有关制造金刚砂的说法中正确的是( )
A．该反应中的氧化剂是SiO，还原剂为C
2
B．该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C．该反应中转移的电子数为12e－
D．该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为1∶2
7．东方光源集团公司、中国逸通控股有限公司共同投资35亿元国内最先进的光纤光缆项目，成功落
户安徽滁州市风阳县硅工业园，其一期工程计划于2012年11月竣工。下列有关硅材料的说法正确的是 (
)
A．光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B．金刚砂的主要成分是二氧化硅
C．28 g硅含有6.02×1023个电子 D．28Si、29Si、30Si是不同的核素
8．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的
超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。
关于二氧化硅下列说法中正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．由CaCO +SiO CaSiO +CO ↑可知硅酸的酸性比碳酸强
3 2 3 2D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
9．作为全球最大的电子产品制造国，中国却有着“芯”病。我国国产芯片自给率不到 30%，产值不
足全球的7%，市场份额不到10%。下列说法正确的是( )
A．CPU半导体芯片与光导纤维是同种材料
B．水泥和玻璃属于新型硅酸盐材料
C．水晶和陶瓷都是硅酸盐制品
D．粗硅制备单晶硅涉及氧化还原反应
10．工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如下：
已知：流化床反应的产物中，除SiCl 外，还有SiHCl 、SiHCl、SiHCl、FeCl 等。
4 3 2 2 3 3
下列说法正确的是( )
A．电弧炉中发生的反应为C＋SiO CO↑＋Si
2 2
B． SiCl 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
4
C． 每生产l mol高纯硅，需要44. 8L Cl (标准状况)
2
D． 该工艺Si的产率高，符合绿色化学要求
11．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显
了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用 SiHCl 与过量H 在1100～1200℃反应制
3 2
备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知： SiHCl 遇水HO 强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是( )
3 2
A．装置 B 中的试剂是浓硫酸
B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞
C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl 气化
3
D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化1．下列应用的解释错误的是( )
应用 解释
A 二氧化硫可以作为食品添加剂 二氧化硫具有漂白性，防腐和抗氧化等作用
B 高纯硅可以用于制作光感电池 硅具有半导体性能，可将太阳能转化为电能
C 二氧化硅可以用于制作光导纤维 二氧化硅具有良好的导电性能，硬度大
D 碳纳米管可以用于生产复合材料，电池 碳纳米管比表面积大，强度大，有优良的电学性能
2．装置丁为了打赢“芯片”贸易战，我国政府和众多国内企业不惜重金投入研发高精度的光刻机产
品，力图摆脱国外公司对中国公司的技术垄断，高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，它可以按下列方法
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：SiO＋2C Si＋2CO↑
2
B．步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子
C．步骤③中的反应为氧化还原反应
D．高纯硅是制造手机芯片的常用材料，SiO 是制造太阳能电池的基本原料
2
3．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。工业上制各高纯硅有多种方法，其中的一种工
艺流程如图：
已知：流化床反应的产物中，除 外，还有 等。 (已知：各物质的沸点：
)，下列说法不正确的是( )
A．电弧炉中发生的反应为SiO＋C Si＋CO↑
2 2B． 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C．硅在高温下会与氧气反应，所以整个操作流程都要隔绝空气
D．流程中 和H 可以循环利用
2
4．高纯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”。它可以按下列方法制备，下列说法不正确的是( )
A．硅是地壳中含量第二的元素，主要以石英砂、硅酸盐等形式存在于自然界中
B．步骤电弧炉中的化学方程式为：SiO＋2C Si＋2CO↑
2
C．二氧化硅既能与氢氟酸反应又能与氢氧化钠反应，二氧化硅是典型的酸性氧化物
D．步骤①②③中HCl和H 可以重复使用，三步反应中Si的化合价均发生了改变
2
5．由粗SiO(含少量Fe O、Al O 杂质)制备纯SiO 的流程如图所示，下列说法错误的是( )
2 2 3 2 3 2
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ中的主要反应是NaSiO+H SO =H SiO↓+Na SO
2 3 2 4 2 3 2 4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO 代替
2
D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行
6．由SiO 制备高纯度硅的工业流程如图所示：
2
下列说法错误的是( )
A．SiO 与纯硅都是硬度大、熔沸点高的晶体
2
B．X为CO 气体
2
C．反应②产生的H 与反应③产生的 可以循环使用
2
D．反应①②③均为在高温或较高温度下的氧化还原反应
7．(2020·浙江省7月选考)Ca SiO 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：Ca SiO＋4NH Cl 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
8．近年来，我国在探索太空、开发5G等方面都取得了举世瞩目的成就，这些成就都离不开化学材料
的开发和利用，下列有关说法正确的是( )
A．小米全自动扫拖一体机“T7PrO”搭载骁龙八核芯片的主要成分是二氧化硅
B．我国新一代运载火箭长征八号使用的碳化硅陶瓷是传统无机非金属材料
C．5G技术的应用离不开光缆，我国光缆线路总长度超过了三千万千米，光缆的主要成分是晶体硅
D．碳纳米管有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等
9．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制晶的主要原料。已知多晶
硅第三代工业制取流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．Y、Z分别为H、Cl
2 2
B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质
的量之比为1∶1
C．SiHCl 极易水解，其完全水解的产物为HSiO、H、HCl，据此推测SiHCl 中硅元素的化合价为＋
3 2 3 2 3
2价
D．Y与SiHCl 制备多晶硅的反应属于置换反应
3
10．(2022·浙江省6月选考)尖晶石矿的主要成分为MgAlO (含SiO 杂质)。已知：MgAlO(s)＋
2 4 2 2 4
4Cl(g)= MgCl (s)＋2AlCl (g)＋2O(g) ΔH＞0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl
2 2 3 2 2
和AlCl ，同时还可得到副产物SiCl (SiCl 沸点为58℃，AlCl 在180℃升华)：MgAlO(s)＋4C(s)＋4CO(g)
3 4 4 3 2 4
MgCl (s)＋2 AlCl (g)＋4CO(g)。下列说法不正确的是( )
2 3
A．制备时要保持无水环境
B．输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上
C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量D．为避免产生大量CO，反应过程中需保持炭过量
2
11．(2021•浙江1月选考)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元
是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为M[(AlO )·(SiO)]·zHO(M代表金属离子)。
a 2 x 2 y 2
下列推测不正确的是( )
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B．若a=x/2，则M为二价阳离子
C．调节y/x(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
