1.了解硅酸鹽材料及新型無機非金屬材料的性質(zhì)和用途。2.掌握硅和二氧化硅的性質(zhì)及應(yīng)用,了解高純硅的制備。
Na2SiO3＋H2O
Na2SiO3＋CO2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
1.工業(yè)上用焦炭和二氧化硅制取粗硅時生成粗硅和CO2氣體(　　)2.Si是半導(dǎo)體材料，可用作太陽能電池(　　)3.SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，也可以和氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物(　　)4.因為熱穩(wěn)定性：CH4＞SiH4，所以非金屬性：C＞Si(　　)5.SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃(　　)6.NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(　　)7.高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維，光導(dǎo)纖維遇強堿會“斷路”(　　)
1.科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：
A.該工藝流程的優(yōu)點是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B.①和②互為可逆反應(yīng)C.該流程中需要隔絕空氣
2.晶體硅是一種重要的非金屬原料，由粗硅制備純硅的主要步驟如下：①粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si(粗)＋3HCl SiHCl3＋H2；②經(jīng)過純化的SiHCl3與過量H2在1 000～1 100 ℃下反應(yīng)制得純硅?；卮鹣嚓P(guān)問題：(1)粗硅與HCl氣體反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到SiHCl3(沸點為36.5 ℃)，只含有少量SiCl4(沸點為57.6 ℃)和HCl(沸點為－84.7 ℃)，提純SiHCl3的方法為______。
(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置已略去)：
①在加熱D裝置前應(yīng)先打開A裝置中分液漏斗的活塞，目的是_____________________________。②C裝置中燒瓶需要加熱，采用的方法是__________。
1.陶瓷陶瓷以 (主要成分為含水的 )為主要原料，經(jīng) 燒結(jié)而成的。2.玻璃普通玻璃的主要成分為 ，它是以 為主要原料，經(jīng)混合、粉碎，在 中熔融，發(fā)生復(fù)雜的 而制得的，玻璃可用于生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，還可制造 ，用于高強度 等。
Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
3.水泥普通硅酸鹽水泥的主要原料是 ，二者與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在 中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥____ ，再研成細粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等與水混合得到的。
(二)新型無機非金屬材料
1.新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能。
2.新型陶瓷的種類與用途
3.碳納米材料碳納米材料是一類新型的無機非金屬材料(1)類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。(2)用途：在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
1.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品(　　)2.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽(　　)3.二氧化硅可用于生產(chǎn)玻璃(　　)4.碳化硅俗稱金剛砂，它可用于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的制作(　　)5.壓電陶瓷能實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)化(　　)6.石墨烯的電阻率低，熱導(dǎo)率也低(　　)7.傳統(tǒng)的無機非金屬材料均為硅酸鹽材料(　　)
下列說法正確的是A.原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變D.反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
1.水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：
一、傳統(tǒng)無機非金屬材料
2.世博會中國館——“東方之冠”由鋼筋、混凝土、7 000多塊鋁板和1 200多塊玻璃等建成。(1)鋁板易被燒堿腐蝕，玻璃易被氫氟酸腐蝕，原因分別為：______________________________________、__________________________(用化學(xué)方程式表示)。
2Al＋2NaOH＋2H2O
===2NaAlO2＋3H2↑
(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。制備普通玻璃的主要反應(yīng)方程式為__________________________________________________________________________(任寫一個)。
(3)石英玻璃化學(xué)穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小，是一種特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是______(填化學(xué)式)。(4)要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是_____(填字母)。A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝
二、新型無機非金屬材料
3.新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)研究的國際熱點課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示：
下列有關(guān)說法正確的是A.石墨烯是一種新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C.二者和石墨都是碳的同素異形體D.氧化石墨烯具有一定的親水性
4.氮化硅可用作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：
其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：_______________________________。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號)。
(3)在反應(yīng)⑤中，3 ml Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 ml氮化硅粉末和8 ml A氣體，則氮化硅的化學(xué)式為_______。
(4)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________。
1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)河姆渡出土陶灶，屬于陶器，獸首瑪瑙杯主要成分為二氧化硅(2021·廣東，1BC)(　　)(2)利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品，是利用了氫氟酸可與SiO2反應(yīng)(2021·廣東，4C)(　　)(3)硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽(2021·浙江6月選考，9A)(　　)(4)SiO2可用來制造光導(dǎo)纖維(2020·浙江7月選考，9B)(　　)(5)向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋(2019·江蘇，7D)(　　)(6)高純硅可用于制作光感電池(2019·全國卷Ⅲ，7A)(　　)
2.(2020·浙江7月選考，24)Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關(guān)性質(zhì)的說法不正確的是A.可發(fā)生反應(yīng)：Ca3SiO5＋4NH4Cl CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB.具有吸水性，需要密封保存C.能與SO2反應(yīng)生成新鹽D.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為SiO2
3.(2019·全國卷Ⅰ，7)陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯誤的是A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C.陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D.陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點
4.(2017·全國卷Ⅱ，26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：
回答下列問題：(1)在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________________，還可以使用_____代替硝酸。
將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋
(2)沉淀A的主要成分是_______________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。
SiO2(或H2SiO3)
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)
(3)加氨水過程中加熱的目的是______________________________。沉淀B的主要成分為____________、_________(填化學(xué)式)。
防止膠體生成，易于沉淀分離
(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為： ＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.050 0 ml·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)為_______。
1.硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下列幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是
2.下列關(guān)于無機非金屬材料的說法不正確的是A.傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B.新型無機非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但強度比較差C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點D.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分不同
3.下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素?、谒?、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品?、鄹呒兌鹊墓鑶钨|(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維　④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A.①② B.②③ C.①④ D.③④
4.信息、材料、能源被稱為新科技革命的“三大支柱”。下列有關(guān)資訊錯誤的是A.在即將到來的新能源時代，核能、太陽能、氫能將成為主要能源B.中、美、日等國已掌握的陶瓷發(fā)動機技術(shù)，能較大程度地降低能耗，節(jié)約能源C.光導(dǎo)纖維在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，制造光導(dǎo)纖維的主要材料是單質(zhì)硅D.結(jié)構(gòu)陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一種新型無機非金屬材料
5.“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關(guān)說法正確的是A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽
6.下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應(yīng)生成硅酸B.二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于導(dǎo)電能力強而被用于制造光纜C.二氧化硅能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應(yīng)D.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當(dāng)生成2.24 L氣體(標準狀況)時，得到2.8 g硅
7.宋代五大名窯分別為鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬彩”的神奇窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說法不正確的是A.窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色變化B.氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料C.高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D.陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸堿腐蝕，但是不能用來盛裝氫氟酸
8.實驗室用H2還原SiHCl3(沸點：31.85 ℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是
A.裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃硫酸、冰水B.實驗時，應(yīng)先加熱管式爐，再打開活塞KC.為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN 溶液D.該實驗中制備氫氣的裝置也可用于飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙炔
9.金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋3C SiC＋2CO↑，下列有關(guān)制造金剛砂的說法正確的是A.該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為CB.該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C.該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12e－D.該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO
10.科學(xué)家最近用金屬鈉還原CCl4和SiCl4制得一種一維SiC納米棒，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Na＋CCl4＋SiCl4 SiC＋8NaCl。下列說法不正確的是A.SiC和SiO2中Si元素的化合價相同B.上述反應(yīng)中SiC既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物C.SiO2制備單質(zhì)Si、單質(zhì)Si制備SiCl4均涉及氧化還原反應(yīng)D.一維SiC納米棒比表面積大，對微小粒子有較強的吸附能力
11.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了純碳新材料“碳納米泡沫”，每個泡沫含有約4 000個碳原子，直徑約6～9 nm，在低于－183 ℃時，泡沫具有永久磁性。下列敘述錯誤的是A.“碳納米泡沫”與石墨互為同素異形體B.把“碳納米泡沫”分散到適當(dāng)?shù)娜軇┲心墚a(chǎn)生丁達爾效應(yīng)C.“碳納米泡沫”是一種新型的碳單質(zhì)D.“碳納米泡沫”和金剛石的性質(zhì)相同
12.硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。(1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽材料的是_____(填字母)。A.陶瓷 B.玻璃C.水泥 D.生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________，工藝師常用__________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。
2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)工業(yè)上常用反應(yīng)：2C＋SiO2 Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)物中所含元素化合價升高的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是_______。
13.高純硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖：
③SiHCl3極易水解：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。
回答下列問題：(1)石英砂的主要成分為SiO2，SiO2是一種酸性氧化物，能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水，下列物質(zhì)中也能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水的是_____(填字母)。A.Al B.Al2O3 C.CuO D.NaHCO3SiO2能在一種常見的酸中溶解，生成一種氣態(tài)含硅物質(zhì)，這種酸的電子式為________。
(2)電弧爐中生成粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。若電弧爐中焦炭過量，還會有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____。

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