2019-2020学年新教材人教版必修第二册 第五章第三节 无机非金属材料 作业 (2)

第三节无机非金属材料

1．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是()

①以含硅物质作为原料②主要产物是硅酸盐③反应条件是高温④反应原理是复杂的物理变化和化学变化

A．只有①③B．只有②③

C．①②③④D．只有③④

解析：选C。传统陶瓷多是将黏土与水的混合物通过高温烧结制成。其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故①②③④均正确。

2．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中正确的是()

A．汽车中小摆件“苹果花”的动力是以Si为原料制作的太阳能电池

B．晶体硅主要用途是制造光导纤维

C．硅是地壳中含量最多的元素

D．硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在

解析：选A。晶体硅是良好的半导体材料，主要用途是制作太阳能电池、集成电路，A 正确，B错误；氧是地壳中含量最多的元素，C错误；硅是亲氧元素，在自然界中只以化合态形式存在，D错误。

3．下列叙述中，正确的是()

A．自然界中存在大量的单质硅

B．水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅

C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应

D．自然界中硅元素都存在于石英中

解析：选B。自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；二氧化硅的化学性质较稳定，其为酸性氧化物，可以和碱溶液反应，除与HF反应外，不与其他酸反应，C项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误。

4．下列说法正确的是()

A．硅材料广泛应用于光纤通信

B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品

D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

解析：选A。A项，光导纤维的主要原料是SiO2；B项，石英SiO2不能和盐酸反应，但能与氢氟酸反应；C项，瓷盘是硅酸盐制品，水晶的成分是SiO2，不是硅酸盐制品；D项，

粗硅制单晶硅的反应为Si ＋3HCl=====300 ℃SiHCl 3＋H 2，SiHCl 3＋H 2=====1 100 ℃

Si ＋3HCl ，二者均是氧化还原反应。

5．中国的瓷器驰名世界，传统陶瓷是以黏土等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是( )

A ．黏土也是制备玻璃的原料之一

B ．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料

C ．陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料

D ．瓷器耐酸碱腐蚀，可用作日用器皿、装饰用品等

解析：选A 。制备玻璃的原料为石灰石、纯碱、石英砂。

6．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是

( )

A ．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si 3N 4

B ．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承

C ．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO 2

D ．硅酸盐中硅、氧原子之间以离子键结合

解析：选D 。硅酸盐中硅、氧原子之间以共价键结合。

7．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )

A ．石墨烯是新型无机非金属材料

B ．纳米材料属于胶体

C ．硅酸盐材料只含有非金属元素

D ．二氧化硅常用作光电转换材料

解析：选A 。纳米材料分散到分散剂中，才能形成胶体，B 项不正确；硅酸盐材料不一定只含有非金属元素，可能含Ca 、Al 等金属元素，C 项不正确；硅常用作光电转换材料，D 项不正确。

8．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指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料

B ．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大的强度

C ．高温结构陶瓷材料具有耐高温、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都是硅酸盐

解析：选D 。新型无机非金属材料的主要成分并不是硅酸盐，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等，故D 项错误。

9．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；

②粗硅与干燥的HCl 气体反应制得SiHCl 3(Si ＋3HCl=====300 ℃

SiHCl 3＋H 2)；

③SiHCl 3与过量的H 2在1 100 ℃的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl 3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。

(1)第一步制取粗硅反应的化学方程式为______________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)粗硅与HCl 气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl 3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl 4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl 3采用的方法为__________________________。

(3)实验室用SiHCl 3与过量的H 2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：

①装置B 中的试剂是________，装置C 中的烧杯需要加热，目的是_______________。 ②反应一段时间后，装置D 中观察到的现象是________________________________，装置D 不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________，装置D 中发生反应的化学方程式是____________________________________________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及______________________________________。

解析：(3)①因SiHCl 3能与水剧烈反应，故装置A 中产生的H 2必须干燥，因此装置B 中的试剂为浓H 2SO 4，且装置C 中的烧杯需加热，其目的是使SiHCl 3汽化，加快其与H 2的反应速率。②石英管中产生的物质应为硅，故装置D 中有固体产生；由题给信息可知，制纯硅的反应条件为1 100 ℃，此温度下普通玻璃管容易软化。③因高温下H 2与O 2反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。