5.3.1 传统无机非金属材料
课堂例题
例1(易)
1．下列物质的主要成分是Si的是
A．太阳能电池 B．石英砂 C．光导纤维 D．水晶
例2(中)
2．据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列说法你认为不妥的是
A．硅便于运输、贮存，从安全的角度考虑，硅是较安全的燃料
B．自然界中存在大量的单质硅
C．硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界中Si易开采
例1(易)
3．硅是良好的半导体材料，可以用来生产芯片和硅太阳能电池等。( )
例2(中)
4．下列说法不正确的是
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
例1(易)
5．下列关于硅的说法中，不正确的是
A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
例2(中)
6．有一粗硅，含铁和硅两种成分，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：)
①物质的量之比为 ②物质的量之比为 ③质量之比为 ④质量之比为
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
例1(易)
7．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：
①
②
③
下列有关上述反应的说法以及由上述反应得到的结论不正确的是
A．三个反应均是氧化还原反应 B．反应①和③是置换反应
C．反应②为硅重新被氧化的过程 D．H2的还原性强于HCl
例2(中)
8．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①300℃中进行的反应①为Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)；容器②1100℃中进行的反应②为SiHCl3+H2=Si(纯)+3HCl。下列说法正确的是
A．高纯硅可用作光导纤维
B．粗硅的制法SiO2+CSi(粗硅)+CO2↑
C．反应①和②互为可逆反应
D．该工艺流程的优点是H2和HCl可循环使用
例1(易)
9．下列物质对应的组成不正确的是
A．石英：SiO2 B．氯仿：CHCl3 C．铁红：Fe3O4 D．重晶石：BaSO4
例2(中)
10．下列关于二氧化硅的说法中错误的是
A．同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的
B．通常状况下，二氧化碳为气态，二氧化硅为固体
C．SiO2同CO2一样也能与CaO反应生成盐
D．SiO2仅用来表示二氧化硅的组成，其基本结构单元为正四面体，不仅存在于二氧化硅晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中。
例1(易)
11．下列关于SiO2的说法错误的是
A．与NaOH溶液反应生成盐 B．高温下能与CaO反应生成盐
C．纯净的SiO2是光纤制品的基本原料 D．能与氢氟酸反应，属于碱性氧化物
例2(中)
12．硅及其化合物是重要的新型无机非金属材料。下列说法不正确的是
A．高温下用焦炭还原SiO2制备粗硅
B．SiO2与水反应生成硅酸
C．常温下可以用氢氟酸刻蚀SiO2
D．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
例1(易)
13．为了延长食品的保质期，防止食品受潮及食品氧化变质，在包装袋中应放入的化学物质是
A．硅胶、食盐 B．无水硫酸铜、蔗糖
C．食盐、硫酸亚铁 D．生石灰、硫酸亚铁
例2(中)
14．下列关于硅酸的说法正确的是 ( )
A．硅酸可以由二氧化硅和水通过化合反应直接制得
B．利用强酸制弱酸的原理可由盐酸制取硅酸
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与氢氧化钠溶液反应
D．硅酸稳定性较强，受热不易分解
例1(易)
15．下列有关硅酸盐的说法正确的是（ ）
A．硅酸盐中的阴离子都是
B．硅酸盐都难溶于水
C．通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的
D．是一种简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂
例2(中)
16．Y3Fe5O12是在雷达的微波过滤器中使用的铁氧磁性体，其中亿(Y)是稀土元素，通常显+3价，下列有关Y3Fe5O12的叙述正确的是
A．其可表示为3YO3 FeO Fe2O3 B．其可表示为Y3O5 Fe3O4 Fe2O3
C．该物质中铁的化合价均为+3 D．该物质中铁的化合价均为+2
例1(易)
17．向水玻璃中通入足量CO2气体，充分反应后加热蒸干，然后在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是
A．SiO2 B．Na2CO3、SiO2 C．Na2SiO3 D．Na2CO3、Na2SiO3
例2(中)
18．能证明碳酸的酸性比硅酸的强的依据是
A．是气体，是固体
B．高温下能发生反应：
C．能溶于水生成碳酸，而却不溶于水
D．将通入溶液中有胶状沉淀生成
例1(易)
19．硅酸盐材料历史悠久，用途广泛，下列物质中不属于硅酸盐材料的是
A．玻璃 B．陶瓷 C．水晶 D．水泥
例2(中)
20．“九秋枫露越窑开，夺得千峰翠色来”是藏誉越窑青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是
A．水泥是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制陶瓷的原料为纯碱、石灰石、和石英砂
C．玻璃属于硅酸盐制品，通常性质稳定、熔点较高
D．沙子和水晶的主要成分均为硅酸盐
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．太阳能电池的主要成分是Si，A符合题意；
B．石英砂的主要成分是SiO2，B不符合题意；
C．光导纤维的主要成分是SiO2，C不符合题意；
D．水晶的主要成分是SiO2，D不符合题意；
故选A。
2．B
【详解】A．常温下硅为固体，性质较稳定，便于运输、贮存，较为安全，故A正确；
B．自然界中硅是亲氧元素，以化合态的形式存在，故B错误；
C．硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用说明硅燃烧放出的热量多，硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，容易有效控制，故C正确；
D．Si在自然界中含量丰富，且易开采，故D正确；
故答案选B。
3．正确
【解析】略
4．A
【详解】A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A错误；
B．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B正确；
C．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C正确；
D．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO3CaO+CO2↑，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，得到了石膏，D正确；
答案选A。
5．C
【详解】A．硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属，故A正确；
B．硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，故B正确；
C．硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，故C错误；
D．加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应，故D正确。
答案选C。
6．C
【详解】等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后都放出等量的氢气，则反应Fe+2HCl═FeCl2+H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氢气相同，若都生成2molH2，则n（Fe）=2mol，n（Si）=1mol，故粗铝中铁和硅的物质的量比为2mol：1mol=2：1，铁和硅的质量之比为2mol×56g/mol：1mol×28g/mol=4：1，故选C。
7．D
【详解】A．三个反应均有化合价的变化，而有化合价变化的反应为氧化还原反应，故①②③均为氧化还原反应，故A正确；
B．一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应为置换反应，故①③为置换反应，故B正确；
C．当一种元素的化合价降低时则被还原，而在反应②中，硅元素的化合价由0价变为+4价，化合价升高被氧化，即硅元素被氧化，故C正确；
D．反应③中，Cl的化合价没有变化，H从0到+1价，HCl为氧化产物，无法比较H2和HCl的还原性，故D错误。
故选：D。
8．D
【分析】从流程图中可以看出，容器①中，Si(粗)与HCl(g)反应，生成SiHCl3(l)和H2(g)；容器②中，SiHCl3(l)与H2(g)反应，生成Si(纯)和HCl(g)；HCl(g)和H2(g)可以循环使用。
【详解】A．制作光导纤维的是二氧化硅，A错误；
B．粗硅提纯的第一步就是在电炉中用C与二氧化硅反应，置换出粗硅和CO，方程式为：SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑，B错误；
C．反应①与反应②对应反应温度不一致，因此二者不是可逆反应，C错误；
D．由分析可知，H2和HCl可循环使用，D正确；
故选D。
9．C
【详解】A．石英由二氧化硅组成，化学式为SiO2，A正确；
B．氯仿的化学式为CHCl3，B正确；
C．铁红为氧化铁，化学式为Fe2O3，C错误；
D．重晶石为硫酸钡，化学式为BaSO4，D正确；
故答案选C。
10．A
【详解】A．二氧化硅为共价晶体，是由硅原子与氧原子构成，不存在分子，A错误；
B．通常状况下，二氧化碳为气态，二氧化硅为固体，B正确；
C．二氧化硅为酸性氧化物，能够与碱性氧化物氧化钙反应生成硅酸钙，C正确；
D．二氧化硅为原子晶体，不存在分子式，SiO2仅用来表示二氧化硅的组成，其基本结构单元为正四面体，该结构仅存在于二氧化硅晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中，D正确；
故答案为A。
11．D
【详解】A．SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，故A正确；
B．SiO2高温下能与CaO反应生成硅酸钙，故B正确；
C．纯净的二氧化硅良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，故C正确；
D．SiO2与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，不属于碱性氧化物，故D错误；
故选：D。
12．B
【详解】A．高温下用焦炭还原SiO2制备粗硅，同时生成CO，A正确；
B．SiO2不与水反应，可以通过硅酸钠与盐酸反应制备硅酸，B错误；
C．氢氟酸与SiO2反应生成氟化硅和水，所以常温下可以用氢氟酸刻蚀SiO2，C正确；
D．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，D正确；
故选B。
13．D
【详解】A．硅胶能防止食品受潮，但是食盐不能防止食品被氧化，故A错误；
B．无水硫酸铜能吸收水分，但蔗糖不能防止食品被氧化，故B错误；
C．食盐不能吸收水分，硫酸亚铁能防止食物被氧化，故C错误；
D．生石灰能吸收水分，硫酸亚铁能防止食物被氧化，故D正确。
故选：D。
14．B
【详解】A.二氧化硅难溶于水，因此硅酸不能由二氧化硅和水通过化合反应直接制得，只能由可溶性的硅酸盐与酸反应制取，A错误；
B.由于硅酸是弱酸，盐酸为强酸，因此可利用强酸制弱酸的原理可由盐酸与可溶性的硅酸钠反应制取得到硅酸，B正确；
C.尽管硅酸难溶于水，但是它能与氢氧化钠溶液反应产生硅酸钠和水，C错误；
D.硅酸稳定性较弱，受热易分解产生二氧化硅和水，D错误；
故合理选项是B。
15．D
【详解】A．硅酸盐是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称，也可以说是硅酸、原硅酸以及它们脱水形成的物质对应的盐，阴离子不一定是，如Mg2SiO4的阴离子是, A错误；
B．有的硅酸盐易溶于水，如硅酸钠，B错误；
C．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成只是硅酸盐的一种表示方法，但硅酸盐不是由各种氧化物组成的，C错误；
D．是一种简单的硅酸盐，易溶于水，其水溶液可用作黏合剂，D正确。
故答案选D。
【点睛】硅酸盐的组成是多种多样的，其阴离子的种类很多，为了方便，可以用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。
16．C
【分析】钇(Y)元素的化合价为+3价，根据化合物中元素正负化合价的代数和为0，设铁元素的化合价为x，则(+3)×3+5x+(-2)×12=0，解得x=+3，即铁元素的化合价为+3价，据此分析作答。
【详解】A．FeO中铁元素的化合价为+2价，则表示方法错误，A项错误；
B．Y3O5 Fe3O4 Fe2O3中Y的化合价不是+3价，铁元素的化合价有+2、+3价，B项错误；
C．根据分析，Fe元素的化合价是+3价，C项正确；
D．根据分析，Fe元素的化合价是+3价，D项错误；
答案选C。
17．C
【详解】水玻璃中通入足量的CO2，发生的反应是Na2SiO3＋2CO2＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3，然后加热蒸发，H2SiO3分解成SiO2和H2O，高温灼烧，NaHCO3分解得Na2CO3固体，SiO2和Na2CO3生成Na2SiO3和CO2，根据Na、Si元素守恒可知最后固体物质是Na2SiO3，综上所述，故选C。
18．D
【详解】A．氧化物的状态不能决定氧化物水化物的酸性强弱，故A错误；
B．反应原理是高沸点制低沸点气体，之所以能发生是因为生成了挥发性的气体二氧化碳，故B错误；
C．氧化物的水溶性不能决定其水化物的酸性强弱，故C错误；
D．，强酸能制弱酸，所以酸性：碳酸>硅酸，故D正确；
故选D。
19．C
【详解】硅酸盐材料历史悠久，用途广泛，传统的硅酸盐材料是玻璃、陶瓷、水泥，水晶主要成份是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，故C符合题意。
综上所述，答案为C。
20．C
【详解】A． 陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，不是水泥，故A错误；
B． 制陶瓷的原料是黏土，为纯碱、石灰石、和石英是制造玻璃的原料，故B错误；
C． 玻璃属于硅酸盐制品，通常性质稳定，熔点较高，故C正确；
D． 沙子和水晶的主要成分是二氧化硅，是氧化物，不是硅酸盐，故D错误；
故选C。
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