5.3　无机非金属材料 同步练（含解析）2024-2025高一化学人教版（2019）必修第二册

5.3　无机非金属材料
1.下列实验仪器的主要成分不是硅酸盐材质的是(　　)
A.试管 B.酒精灯
C.瓷坩埚 D.硬质石英管
2.下列有关硅元素的叙述中,正确的是(　　)
A.光导纤维是以硅单质为主要原料制成的
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,主要以硅单质形式存在
C.陶瓷、玻璃、水晶灯都属于硅酸盐产品
D.硅在电子工业中是最重要的半导体材料
3.关于二氧化硅,下列叙述不正确的是(　　)
A.水晶的主要成分是二氧化硅
B.二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
C.二氧化硅不溶于水,也不能与水反应生成酸
D.二氧化硅是一种酸性氧化物,它不与任何酸反应
4.下列有关物质用途的说法中,不正确的是(　　)
A.Cl2用于制作漂白剂
B.铝合金用于制作门窗
C.水玻璃用作食品防腐剂
D.SiO2用于制作光导纤维
5.(2024·黑龙江高一月考)下列可应用于磁悬浮技术的新型无机非金属材料是(　　)
A.水泥 B.超导陶瓷
C.橡胶 D.玻璃
6.我国已研制出了一种陶瓷柴油机,这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐热且不易传热的材料来制造的,这种材料是(　　)
A.普通硅酸盐陶瓷 B.氮化硅陶瓷
C.光导纤维 D.玻璃钢
7.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,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,下列有关说法中正确的是(　　)
A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
8.(2024·梅州高一月考)科研人员用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”,每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成,直径约6～9 nm。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是(　　)
A.人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
B.C60是一种新型的化合物
C.C60与石墨不互为同素异形体
D.该物质分散在蒸馏水中形成分散系,其分散质可以透过滤纸
9.碳酸钙和二氧化硅常用作日常生活中牙膏的摩擦剂,下列说法正确的是(　　)
A.常温下,碳酸钙易溶于水
B.二氧化硅(SiO2)中硅原子与氧原子的个数比为7∶8
C.工业上常采用煅烧碳酸钙的方法来制备CO2
D.由反应SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O可知,SiO2为碱性氧化物
10.太空航天器常穿上用新型陶瓷材料制成的“外衣”,在穿越大气层时,能克服“热障”安全返回地面,这种外衣主要利用了材料的(　　)
A.绝缘性好 B.密度大
C.耐高温和隔热性好 D.硬度大
11.导体行业中有一句话:“从沙滩到用户”,计算机芯片的材料是硅,下列有关硅及其化合物的叙述正确的是(　　)
A.水玻璃可作防火材料
B.水晶、玛瑙的主要成分是晶体硅
C.可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体
D.二氧化硅不和任何酸反应
12.下列说法不正确的是(　　)
A.我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获重大突破,C、Si、Ge都是主族元素
B.我国提出网络强国战略,光纤线路总长超过三千万千米,光纤的主要成分是SiO2
C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D.富勒烯、石墨烯都是含碳化合物
13.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之”“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。下列说法错误的是(　　)
A.“粘土”是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
B.“燃薪举火”使“粘土”发生复杂的物理化学变化
C.沙子和“粘土”的主要成分均为硅酸盐
D.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦
14.改革开放以来,我国取得了很多世界瞩目的科技成果,下列说法不正确的是(　　)
A.蛟龙号潜水器用到钛合金,22号钛元素属于过渡元素
B.冬奥会服装用到的石墨烯,是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料
C.国产C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
D.中国天眼传输信息用的光纤材料是硅
15.“5G”网络的普及大大提升信息传递的速度,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动,信息产业的核心材料是高纯度的硅。制备硅单质时,主要化学反应如下:
①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑;
②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4;
③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl。
下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是(　　)
A.①③为置换反应
B.①②③均为氧化还原反应
C.②为化合反应
D.三个反应的反应物中硅元素均被还原
16.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　)
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁
B.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
D.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
17.下列物质中,按某分类标准能与玻璃、水泥、陶瓷归在一类的是(　　)
A.砖瓦 B.光导纤维
C.水玻璃 D.晶体硅
18.中国是瓷器的故乡,下列关于陶瓷的说法正确的是(　　)
A.高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物
B.瓷器中含有大量的金属元素,因此陶瓷属于金属材料
C.氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D.“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化
19.制陶工艺主要包括以下几个步骤:制备坯料→坯体成型→修整坯体→坯体干燥→装饰坯体→烧制坯体→抛光打磨。下列制陶过程中,涉及化学变化的是(　　)
A.坯体成型 B.坯体干燥
C.烧制坯体 D.抛光打磨
20.下列有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法不正确的是(　　)
A.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点,但是硬度却远远低于金属材料
B.氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料,具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀,可用于制造火箭发动机
C.光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维
D.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听
1.D　试管材质为玻璃,属于硅酸盐材料,故A不符合题意;酒精灯材质为玻璃,属于硅酸盐材料,故B不符合题意;瓷坩埚材质为陶瓷,属于硅酸盐材料,故C不符合题意;硬质石英管材质为二氧化硅,二氧化硅为氧化物,不是硅酸盐,不属于硅酸盐材料,故D符合题意。
2.D　二氧化硅具有导光性,可用于生产光导纤维,光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的,A不正确;硅是构成矿物和岩石的主要元素,矿物和岩石中的硅元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,B不正确;陶瓷、玻璃都属于硅酸盐产品,但水晶灯的主要成分为二氧化硅,不属于硅酸盐产品,C不正确;硅是重要的半导体材料,在电子工业中应用广泛,D正确。
3.D　水晶的主要成分为SiO2,A项正确;SiO2和CO2的物理性质差别较大,B项正确;SiO2不溶于水,也不与水反应,C项正确;SiO2可以与氢氟酸反应,D项错误。
4.C　水玻璃是硅酸钠的水溶液,用作黏合剂,不具备杀菌、消毒作用,不能用作食品防腐剂,故选C。
5.B　水泥是传统无机非金属材料,A不符合题意;超导陶瓷是新型无机非金属材料,可应用于磁悬浮技术,B符合题意;橡胶是有机高分子材料,C不符合题意;玻璃是传统无机非金属材料,D不符合题意。
6.B　普通硅酸盐陶瓷能导热,不能用于制陶瓷柴油机,A项错误;光导纤维用于传输信息,不能用于制陶瓷柴油机,C项错误;玻璃钢是一种复合材料,常用于汽车车身等,D项错误。
7.C　陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料,不是玻璃,A错误;水泥的原料是黏土和石灰石,纯碱、石灰石、石英砂是制造玻璃的原料,B错误;硅酸盐性质稳定,熔点较高,所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高的特点,C正确;沙子主要成分是二氧化硅,为氧化物,不是硅酸盐,D错误。
8.D　“纳米车”粒子直径为纳米级别,肉眼无法看到其运动,A错误;C60为碳的单质,不是化合物,B错误;C60与石墨都是碳的单质,互为同素异形体,C错误;纳米车直径约6～9 nm,分散在蒸馏水中形成胶体,胶体的分散质可透过滤纸,D正确。
9.C　常温下,碳酸钙难溶于水,故A错误;二氧化硅(SiO2)中硅原子与氧原子的个数比为1∶2,故B错误;碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,工业上常采用煅烧碳酸钙的方法来制备CO2,故C正确;由反应SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O可知,SiO2为酸性氧化物,故D错误。
10.C　因为航天器在穿过稠密的大气层返回地球的过程中与大气剧烈摩擦,产生高温,为了防止烧毁航天器,所以这种材料应具备耐高温的特点;还有要防止舱内温度过高对航天员产生危险,这种材料还应具备隔热性好的特点,故选C。
11.A　硅酸钠水溶液俗称水玻璃,不易燃烧,具有阻燃性,可作防火材料,故A正确;水晶、玛瑙主要成分为二氧化硅,不是晶体硅,故B错误;石英坩埚主要成分为二氧化硅,与氢氧化钠反应,所以不能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体,故C错误;常温下,二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,故D错误。
12.D　C、Si、Ge都是主族元素,故A正确;光纤的主要成分是SiO2,故B正确;新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料,故C正确;富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质,故D错误。
13.C　制作砖瓦和陶瓷的主要原料是“粘土”,即黏土,故A正确;“粘土”的主要成分为硅酸盐,灼烧使“粘土”发生复杂的物理化学变化,故B正确;沙子的主要成分为二氧化硅,“粘土”的主要成分为硅酸盐,故C错误;“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”,所以烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦,故D正确。
14.D　光纤材料的主要成分是二氧化硅,故D错误。
15.D　置换反应是指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,故①③为置换反应,A正确;由题干信息可知,①②③均有元素的化合价发生改变,均为氧化还原反应,B正确;化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成一种化合物的反应,故②为化合反应,C正确;反应①③中硅元素的化合价降低,被还原,而反应②中硅元素的化合价升高,被氧化,D错误。
16.A　氧化铁为棕红色固体,瓷器的青色不可能来自氧化铁,A错误;陶瓷的主要成分是硅酸盐,硅酸盐的化学性质不活泼,具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点,B正确;陶瓷的主要原料取之于自然界的硅酸盐矿物,与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品,C正确;秦兵马俑是陶制品,陶制品是由黏土或含有黏土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的,D正确。
17.A　玻璃、水泥、陶瓷和砖瓦都是传统的硅酸盐产品。光导纤维的主要成分是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液,晶体硅是硅单质,故选A。
18.D　瓷器是用黏土烧结而成,瓷器中含有多种硅酸盐,是混合物,A错误;尽管瓷器中含有大量的金属元素,但是其中的金属元素是以化合态存在的,因此陶瓷属于无机非金属材料,B错误;氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,是高温结构材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面,C错误;不同的金属氧化物颜色可能不同,在高温下,釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色发生变化,D正确。
19.C　题述过程中,烧制时发生复杂的物理和化学变化,化学变化主要为脱水、分解和氧化,这个过程有新物质生成,属于化学变化,其他步骤均没有新物质生成,属于物理变化,C项符合题意。
20.A　高温结构陶瓷的硬度大于金属材料,故A错误;氮化硅陶瓷具有超硬性、耐高温等优点,可用于制造火箭发动机,故B正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅,是一种能高质量传导光的玻璃纤维,抗干扰性能好,通讯质量高,并且能防窃听,故C、D正确。