2021-2022学年人教版新教材必修第二册第五章第三节无机非金属材料作业.docx

第三节无机非金属材料1 .宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上航天服（如图所示），我国科学家研制出的新型“连续纤维增韧''航空材料可用来制造航天服，该航空材料主要由碳化硅陶瓷和碳纤维复:合而成。下列叙述错误的是（）A.该航空材料耐高温、抗氧化B.该航空材料比钢铁轻，但质地较脆C该航空材料没有固定的熔点D.碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料2 .据报道，我国华为公司的技术标准成为世界“5G”通讯标准的重要组成部分。随着“5G”时代的逐渐到来，以光导纤维为基础的信息高速通道更显重要。制造光导入纤维的材料是（）A.二氧化硅B.晶体硅C.铜合金D.不锈钢3 .碳纳米管是一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型材料，可看成由石墨片卷曲而成的无缝、中空的管体，具有质轻、可弯曲、强度高、弹性佳的特点。试推测碳纳米管不可能具有的用途是（）A.制造攀登月球的“太空天梯”B.作储氢容器C.作优良的绝缘材料D.生产传感器4 .能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（）A.常温常压下，Co2是气体，SiO2是固体高温B.高温下能发生反应：SiO2+Na2CO3=2=Na2SiO3+C02TCCO?溶于水生成碳酸，而SiO2不溶于水D.将CO2通入Na2SiO5稀溶液中有胶状沉淀生成5.我国“嫦娥五号”探测器带回1.73Ikg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。月球的矿产资源材为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土中就含有上亿吨铁，月球上的主要矿物有辉石（CaMgSi2O6）斜长石（NaAISi3O8）和橄榄石（含FeSR）等。下列说法或分析不正确的是（）A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿物B.斜长石的成分NaAlSi3O8用氧化物形式可表示为Na2O-Al2O33SiO2C.球表层沙土中有大量游离态铁可能是因为月球的表面几乎没有氧气D.橄榄石的成分Fe2SiO4中铁元素为+2价6 .已知硅酸是难溶于水的白色胶状沉淀。现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，这种试剂是（）A.纯水B.盐酸C.硝酸银溶液D.碳酸钠溶液7 .由石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：高温SiO2+2C,11Si（ffl）+2C0T力口Si（粗）+2C1-SiCl4高温SiCL+2凡'叫Si（粗）+4Hel关于上述反应的分析不正确的是（）A.、是置换反应，是化合反应B.高温下，焦炭与氢气的还原性均弱于硅C每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子D.高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合一定可得高纯硅8 .已知反应：Si+2NaOH+H2O-Na2SiO5+2H2o将适量纯硅粉与纯钠按一定比例混合加入足量水中，固体恰好完全反应，转移电子0.3mol°硅与钠的质量比用X表示，收集到的气体体积为VL（标准状况下）。下列结果正确的是（）选项ABCDX14:231:22:114:23V3.364.484.486.72A.AB.BC.CD.D9 .多年前，一艘载着天然苏打晶体（Na2CO3lOH2。）的商船在航行中搁浅，船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。之后他们惊奇地发现，在苏打晶体与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。回答下列问题：（I）沙滩上沙粒的主要成分为（填化学式）。（2）晶莹发亮的珠子可能是（填序号）。A.水晶颗粒B.无水碳酸钠C.晶体硅D.玻璃珠（3）生成晶莹发亮的珠子时发生反应的化学方程式为o（4）氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2反应生成SiF,和H?。氢氟酸常用作普通玻璃的刻蚀剂，原因是（用化学方程式表示）。10 .氮化硅的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，被应用于各个领域，如用于制作高温轴承、涡轮叶片等。请回答下列问题：（1）下列关于氮化硅的说法正确的是（填序号）。A.硅粉合成氮化硅的反应属于氧化还原反应B.氮化硅陶瓷属于硅酸盐制品C氮化硅陶瓷可用作磨刀材料D.氮化硅可用作太阳能光伏产业的主体材料（2）在烧结氮化硅陶能的过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3：6：2反应生成两种化合物。该反应的化学方程式为O该反应中氧化剂与还原剂的质量比为O11 .如图是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题：rE½HCl ,523 573 K反应纯净SiH '乩，1 357 K，叵画 （沸点35 t）j反应I2273K反应凝 B*aH2O,催化剂073 K 反应（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有（填反应代号）。（2）写出反应的化学方程式：o（3）A、B、C三种气体中，在上述生产过程中可循环利用的是（填化学式，下同），不属于污染性气体的是（4）工业上合成氨的原料之一H2的制法是先使焦炭与水蒸气反应生成水煤气（CO和H?）,再提纯水煤气得到纯净的H2,则利用题给信息提纯水煤气得到纯净的H2的第一步反应的化学方程式为O12.某课外兴趣小组的同学向NaSOj溶液中滴加盐酸，预计会生成H2SiO3胶体，用激光笔照射会出现“丁达尔现象但令人意想不到的是，试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡，为什么会出现这种现象呢？甲、乙两同学进行了大胆的推测。另外该小组同学查阅资料得知碳酸的酸性比硅酸的强。a.甲同学推测生成了硅酸胶体，造成Ha在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出；b.乙同学咨询了实验员得知这瓶NazSiO,溶液已经放置很长一段时间，他推测溶液可能已经变质，故导致以上现象的出现。（1）请设计一个简单的实验验证甲同学的推测是否正确：。（2）乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液，用激光笔照射，发现有光柱出现，说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有生成，产生的气体可能是0（3）在（2）之后，乙同学又做了两个实验进行验证：I.取少量该瓶溶液，向其中滴加,并检验产生的气体。检验该气体的常用方法是II.取硅酸钠固体，配成饱和溶液，现配现用，滴入盐酸，观察现象。（4）通过以上实验，证明了乙同学推测正确，请写出其推测中相应反应的化学方程式:答案以及解析1 .答案：B解析：由“连续纤维增韧”航空材料的主要成分可知，它具有耐高温、抗氧化等特点，A项正确；若该材料的质地较脆，则不能用来制造航天服，B项错误；该航空材料主要由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有固定的熔点，C项正确；碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，D项正确。2 .答案：A解析：二氧化硅可用来生产光导纤维，A项正确。3 .答案：C解析：碳纳米管具有质轻、可弯曲、强度高、弹性佳的特点，故其可能能用来制造攀登月球的“太空天梯”，A项正确；碳纳米管可看成由石墨片卷曲而成的无缝、中空的管体，故其可能能作储氢容器，且碳纳米管应像石墨一样能够导电，不可作为绝缘材料，可以用于生产传感器，B、D项正确，C项错误。4 .答案：D解析：常温常压下，最高价氧化物的状态与最高价含氧酸的酸性强弱无关，A项不符合题意；“强酸制弱酸”原理适用于在溶液中进行的反应，而与的反应是在高温下进行的反应，生成的气体逸出，有利于反应的进行，与最高价含氧酸的酸性无关，B项不符合题意；最高价氧化物在水中的溶解性与最高价含氧酸的酸性无关，C项不符合题意；反应（胶体），利用了“强酸制弱酸”原理，D项符合题意。5 .答案：B解析：辉石、斜长石和橄榄石均属于硅酸盐矿物，A项正确；NaAISi3（¾中Na、Si原子个数比为1:3,而Na2OAl2O33SiO2中Na、Si原子个数比为2：3,B项错误；月球上有大量游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件,可推测月球的表面几乎没有氧气，C项正确；FezSiOit中，硅元素化合价是+4,氧元素化合价是2,则铁元素化合价是+2,D项正确。6 .答案：B解析：硅酸钠、石灰石与盐酸反应的现象分别为出现白色胶状沉淀、有气泡生成，二氧化硅与盐酸混合无明显现象，故B项符合题意。7 .答案：BD解析：、均是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，是化合反应，故A项正确；氯化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，反应、可说明高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅，故B项错误；Si元素在化合物中一般表现为+4价，在单质中为O价，所以每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子，故C项正确；高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，石英砂、焦炭反应生成粗硅，氯气、氢气反应生成HCL得不到富纯硅，故D项错误。8 .答案：A解析：依题意，发生的反应为2m+2也0-2NaOH+%T、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,固体恰好完全反应，则(Si):(Na)=I:2,n(Si):Zn(Na)=28:46=14:23。根据得失电子守恒可得,反应中,2NaH?2e-,反应中，Si2凡4e-,则"(凡)=©)/2=0.311101/2=0.1511101,在标准状况下的体积为3.36Lo9 .答案：(1)SiO2(2) D(3) SiO2+Na2CO3WJnNa2SiO3+CO2T(4) SiO2+4HF=SiF4+2H2O解析：(1)沙滩上沙粒的主要成分为二氧化硅，化学式为Si。?。(2)高温下二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，硅酸钠与二氧化硅均是普通玻璃的主要成分，所以题述晶莹发亮的珠子可能是玻璃珠。(3)根据以上分析可知，生成晶莹发亮的珠子时发生反应的化学方程式为高温SiO2+Na2CO3mlNa2SiO3+CO2<.(4)氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，因此氢氟酸可用作普通玻璃的刻蚀剂，反应的化学方程式为Sio2+4HF-SiRT+2凡0o10 .答案：(I)ACJ¾(2)3SiO2+2N2+6C'皿Si3N4+6CO:7：9解析：(1)硅原子最外层有4个电子，氮原子最外层有5个电子，且非金属性：N>Si,在氮化硅中硅显+4价，氮显-3价，根据化合物中元素化合价代数和等于0的原则，可得氮化硅的化学式为SisN-Si转化为Si3N4的反应中，有元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，A项正确；氮化硅属于新型陶瓷，不属于硅酸盐制品，B项错误；根据氮化硅的性能可知，其可作磨刀材料，C项正确；氮化硅电绝缘性好，不能用作太阳能光伏产业的主体材料，D项错误。(2)由题意可得，3SiO2+2N2+6C>Si3N4+X,根据原子守恒可知X为6C0,故该高温反应的化学妨程式为3SiO2+2N2+6Cr-im-Si3N4+6C0。反应高温3SiO2+2N2+6CSi3N4+6CO中，Si、0元素化合价没有发生变化，N元素化合价降低，$为氧化剂，C元素化合价升高，C为还原剂，反应中N2与C的质量比为2x28：(6×12)=7：9。11 .答案：(1)523573K(2) Si+3HC1SiHCl3+H2(3) HC1；CO2(4)CO+ H2O1073K催化剂CO2+H22273K解析：(1)石英砂和焦炭发生反应生成粗硅和CO：2C+SiO2Si+2C0,是523573K置换反应；得到的粗硅和Hel发生反应：Si+3HC1SiHCl3+H2,是置换反1357K应；纯净的SiHCh和H2发生反应：SiHCI3+H2Si+3HC1,是置换反应，气