2020-2021学年高中化学新教材人教版必修第二册同步课件第五章-第三节-无机非金属材料

A．自然界中存在大量的单质硅 B．电弧炉中反应的化学方程式为 C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应 D．SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为67.6 ℃)，通过蒸馏可提纯SiHCl3
解析
自然界中没有单质硅，A错误；电弧炉中反应的化学方程式为
，B错误；
二氧化硅和硅都能与氢氟酸反应，C错误；SiHCl3和SiCl4沸点相差较大，所以可通过蒸馏提纯SiHCl3， D正确。
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16．石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电性能最强的一种新型纳米材料，是“新材 料之王”。它最有潜力的应用是硅的替代品，用来生产未来的超级计算机。石墨烯本来就存 在于自然界，将石墨烯一层一层叠起来就是石墨，厚1 mm的石墨大约包含300万层石墨烯。 制备石墨烯有多种方法。其中，机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动得到 石墨烯薄层。氧化还原法是先将石墨氧化，增大石墨层之间的距离，再通过物理方法将其分 离，最后用还原剂还原得到石墨烯。中国在石墨烯应用领域探索中已获得重大发现，必将为 世界的科技进步做出重大贡献。请依据以上短文，判断下列说法是否正确(填“对”或 “错”)。 (1)自然界中不存在石墨烯。___错_____ (2)石墨烯与石墨的组成元素相同。___对_____ (3)工业上，可以通过机械剥离法或氧化还原法得到石墨烯。_对_______ (4)石墨烯是新型纳米材料，具有优良的导电性能和机械性能。_对_______
解析
普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物， 没有固定的熔点，B错误；普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔化在一起所得到的物质，C正确；二 氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛放NaOH等强碱性溶液的试 剂瓶不能使用玻璃塞。
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2．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000 年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是( B ) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使 瓶塞与瓶口粘在一起
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12.[广东仲元中学2018高一期中]金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应的
化学方程式为
，下列有关制造金刚砂的说法中正确的是( D )
A．该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂是C
B．该反应说明了C的还原性弱于SiC
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，二者的物质的量之比为1∶2
解析
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题型5 碳纳米材料
13．[浙江杭州2019期末]2018年3月5日，《Nature》连刊两文报道了21岁的中国留美博 士曹原等研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的 是( A ) A．石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧 B．石墨烯与石墨都具有导电性 C．石墨烯与金刚石互为同素异形体 D．石墨烯与石墨都具有较高的熔点
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3．下列各种应用中，利用了硅元素的还原性的是( B )
解析
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4．[陕西西安一中2019高一期末]歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初 妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用的颜料成分一直 是个谜，近年来科学家才得知其大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2 价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( C ) A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B．性质稳定，不易脱色 C．易溶解于强酸和强碱 D．x等于6
解析
二氧化硅是酸性氧化物，与水不反应，A错误；虽然SiO2不溶于水，不能与水反应生成 H2SiO3，但SiO2仍可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成，且SiO2与H2SiO3中硅元素价 态相同，故SiO2是H2SiO3的酸酐，B错误；二氧化硅不能导电，C错误；二氧化硅不能与 碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应生成硅酸钠和CO2，D正确。
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题型4 新型陶瓷
10．下列属于新型无机非金属材料的是( A ) ①氧化铝陶瓷 ②氮化硅陶瓷 ③碳化硅陶瓷 ④氮化铝陶瓷 ⑤氮化钛陶瓷 ⑥硼化硅陶瓷 ⑦二硅化钼陶瓷 A．全部 B．①③④⑤ C．①⑤⑥ D．①②③
解析
无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。传统无机非金属材 料主要是陶瓷、玻璃、水泥，新型无机非金属材料有硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材 料等。题中所列均为新型无机非金属材料，故A正确。
解析
碳纳米管是由碳元素形成的单质，属于新型无机非金属材料，不属于有机合成纤维，A 错误；碳纳米管与金刚石都是只由碳元素组成的单质，互为同素异形体，B正确；碳原 子最外层有4个电子，不易得到或失去电子，所以碳单质性质稳定，由此可知，常温下 碳纳米管具有较好的稳定性，C正确；碳纳米管是由碳原子构成的六角形蜂巢状平面薄 膜卷曲而成，所以比表面积大，可用作新型储氢材料，D正确。
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15．碳纳米管是由碳原子构成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，具有许多异常的力学、 电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是( A )
A．碳纳米管属于一种有机合成纤维 B．碳纳米管与金刚石互为同素异形体 C．常温下，碳纳米管具有较好的稳定性 D．碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料
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题型2 硅单质及其用途
3．[河北唐山一中2018高一月考]下列关于硅的说法不正确的是( B ) A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．自然界中硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．硅可由二氧化硅还原制得
解析
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题型3 二氧化硅的性质和用途
5．[湖北襄阳四中2019高一月考]关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合 物，有关其说法正确的是( A ) A．化学性质不活泼 B．可溶于水且显酸性 C．熔、沸点较低，物理性质与CO2相似 D．是酸性氧化物，不溶于任何酸
解析
地壳中含量居第一位的元素是氧元素，含量居第二位的元素是硅元素，二者形成的化合物为SiO2。 SiO2化学性质不活泼，A正确；SiO2不溶于水，B错误；SiO2熔、沸点高，物理性质与CO2有很大差 异，C错误；SiO2是酸性氧化物，不与绝大部分酸反应，但因与氢氟酸反应，而溶于氢氟酸，D错误。
01
无机非金属材料
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题型1 硅酸盐材料
1．[江苏江阴一中2019高一月考]硅是带来人类文明的重要元素之一。下列物质中主要成分 是硅酸盐的是( A ) A．陶瓷 B．金刚石 C．光导纤维 D．大理石 解析
陶瓷的主要成分是硅酸盐，A正确；金刚石是碳单质，B错误；光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误； 大理石的主要成分是碳酸钙，D错误。
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8．[河北武邑中学2018高一期末]盛放下列试剂的试剂瓶能用磨口玻璃塞的是(B ) A．氢氧化钠溶液 B．盐酸 C．硅酸钠溶液 D．碳酸钠溶液
解析
氢氧化钠溶液、硅酸钠溶液都显碱性，玻璃中的二氧化硅能和碱溶液发生反应，生成硅酸 钠，将玻璃塞和玻璃瓶粘到一块，所以A、C、D项三种物质都不能用带磨口玻璃塞的玻 璃瓶盛放；盐酸与二氧化硅不反应，试剂瓶可以用磨口玻璃塞，B正确。
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2．[山东济宁实验中学2019高一月考]下列关于硅及其化合物的叙述错误的是( B ) A．生产普通玻璃和水泥都用到石灰石 B．硅是光导纤维的基本原料 C．赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的 D．硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶，硅胶可作瓶装药品的干燥剂
解析
生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂，生产水泥的原料是石灰石、黏土，都用到石 灰石，A正确；二氧化硅是光导纤维的基本原料，B错误；二氧化硅能与氢氟酸反应生成四 氟化硅和水，可用氢氟酸对玻璃进行刻蚀，C正确；硅酸凝胶经干燥脱水可得硅胶，硅胶多 孔，吸水性强，可作瓶装药品的干燥剂，D正确。
2反应的化学斱程式为课时1无机非金属材料课时1无机非金属材料abcde五种物质中均含有同一种非金属元素该元素用r表示的单质能不naoh溶液反应生成氢气则可推知r为硅元素根据题中各物质转化关系结合硅及其化合物的相关知识可知a不焦炭在高温下反应生成d则a为sio根据反应或反应都可推得b为casio2反应的化学斱程式为3反应的离子斱程式为si2oh的酸性反应的离子斱程式为sio
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6．下列叙述正确的是( C )
解析
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7．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德• 博伊尔和乔治•史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的 是( D ) A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B．因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐 C．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 D．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应
硅作为半导体材料被广泛用于制作计算机芯片，A正确；在自然界中硅以化合态存在，不存在大量的单 质硅，B错误；常温时硅不与水、空气和酸反应，但能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和氢气，C正确；二 氧化硅与碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，工业上用此反应原理制备单质硅，D正确。
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4．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种 路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下。下列说法正确的是(D )
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1．[贵州贵阳一中2019高一月考]有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”，下 列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是( A ) A．自然界中存在大量硅单质 B．自然界中的硅易开采，且可再生 C．硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料 D．硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制
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11．下列对物质用途的描述中，错误的是( C ) A．铝可用于冶炼某些熔点较高的金属 B．Na2O2可用作漂白剂 C．碱石灰可用于干燥CO2、O2等气体 D．SiC俗称金刚砂，可用作砂纸、砂轮的磨料
解析
铝与某些金属氧化物可以发生铝热反应，用来冶炼某些熔点较高的金属，A正确；Na2O2 具有强氧化性，因此可用作漂白剂，B正确；碱石灰是碱性干燥剂，不能用于干燥CO2等 酸性气体，C错误；SiC俗称金刚砂，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料，D正确。
解析
硅元素具有亲氧性，在自然界中主要以化合态形式存在，没有硅单质，A错误；硅在自然界 中含量丰富，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，易开采且可再生，B正确；硅常温下为 固体，性质较稳定，便于运输和贮存，较为安全，硅燃烧放出大量的热，是优质的燃料，C 正确；硅燃烧放出的热量大，燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，对环境的污染容易有效 控制，D正确。
解析
石墨烯是由碳元素组成的单质，能在氧气中燃烧，A错误；石墨烯具有超导特性，可以导 电，石墨中各层之间有可以自由移动的电子，所以石墨也可以导电，B正确；石墨烯和金 刚石都是由C元素组成的单质，所以二者互为同素异形体，C正确；石墨烯和石墨都具有较 高的熔点，D正确。
课时1 斯莫利等三位化学家，以表彰他们发现富勒烯(C60)，开辟了 化学研究的新领域。富勒烯(C60)由于具有空心的类似足球形状的结构，也称为足球烯。对 于下列有关C60的说法中正确的是( A ) A．C60在一定条件下可以与CuO发生置换反应 B．C60的摩尔质量是720 C．金刚石、石墨和足球烯(C60)三者和足量氧气反应的最终产物不同 D．金刚石、石墨和足球烯(C60)的性质完全相同 解析
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9．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓 HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有( C ) A．①②⑥ B．②③⑥ C．①③④⑤ D．全部
解析
SiO2是酸性氧化物，除氢氟酸外，不与其他任何酸发生反应，故②⑥不能与SiO2反应， 其他物质在一定条件下均能与SiO2反应，故C项正确。