2024-2025高一化学人教版必修二知识树举一反三5.3 无机非金属材料（精练）（解析版）.docx

5.3无机非金属材料（精练）

题组一

题组一硅

1．（2024·湖北·华中师大一附中高一期中）碳、硅及其化合物常用做性能优异的无机非金属材料。比如氮化硅，其熔点高、硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定。有关碳、硅及其化合物的说法正确的是

①硅在自然界中主要以单质形式存在，硅是应用最广泛的半导体材料

②硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

③石墨烯是一种新型的纳米化合物

④氮化硅的化学式为Si3N4，其可制作坩埚，制作切削刀具

⑤光导纤维的通信容量大，导电性强

⑥水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂

A．①③⑤ B．①③⑥ C．②④⑤ D．②④⑥

【答案】D

【解析】①硅是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，不能以单质形式存在，①错误；

②硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，②正确；

③石墨烯是碳单质，不属于化合物，③错误；

④氮化硅的化学式为Si3N4，氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；熔点高、化学性质稳定可制作耐高温轴承，切削刀具等，④正确；

⑤二氧化硅晶体对光具有全反射作用，能传递光信号，可以用二氧化硅晶体制备光导纤维，无导电性，⑤错误；

⑥水玻璃具有黏性，不易燃烧，可用于生产黏合剂和防火剂，⑥正确；

综上所述，正确的是②④⑥，故选D。

2．（2024·福建省南安市侨光中学高一月考）芯片是中美经贸摩擦的焦点之一、制造芯片的高纯硅(Si)可以用下述方法制取(反应条件略)。下列说法不正确的是

A．SiO2和SiCl4中Si的化合价均为+4

B．反应①、②、③均为氧化还原反应

C．SiO2和CO都属于酸性氧化物，均能与NaOH溶液反应

D．利用产物的沸点不同实现由粗硅到高纯硅的提纯

【答案】C

【解析】A．SiO2中氧元素-2价，Si为+4价，SiCl4中Cl是-1价，Si为+4，A正确；

B．反应①SiO2被C还原、反应②Si被Cl2氧化、反应③SiCl4被H2还原，均为氧化还原反应，B正确；

C．SiO2属于酸性氧化物，能与NaOH溶液反应，CO属于不成盐氧化物，C错误；

D．SiCl4常温下是气体，沸点低易从粗硅杂质中分离，产物HCl易挥发，从高纯硅中分离，均是利用产物的沸点不同，实现由粗硅到高纯硅的提纯，D正确；

故答案选C。

3．（2024·黑龙江·牡丹江市第十五中学高一期中）下列关于硅的说法不正确的是

A．硅在地壳中的含量仅次于氧

B．硅在自然界中既有化合态，又有游离态

C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片

D．硅单质的导电能力介于导体和绝缘体之间

【答案】B

【解析】A．地壳中元素含量由大到小为：氧、硅、铝、铁、钙等，故A不符合题意；

B．硅在自然界中只有化合态，没有游离态的硅，故B符合题意；

C．硅是半导体材料，常用于制造计算机芯片，故C不符合题意；

D．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，故D不符合题意；

故答案为：B。

4．（2024·广东·仲元中学高一期中）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

（1）工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为_______。当有1molC参与反应时，该反应转移的电子数是_______。

（2）有关物质的熔沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。

物质

Si

SiCl4

SiHCl3

SiH2Cl2

SiH3Cl

HCl

SiH4

熔点/℃

1410

-70.4

-126.5

-122

-118

-114.2

-185

沸点/℃

2355

57.6

31.8

8.2

-30.4

-84.9

-111.9

（3）还原炉中发生的化学反应方程式为：_______。

（4）上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外，还有_______。

（5）关于硅及其相关化合物的叙述正确的是_______。

A．自然界中存在天然游离的硅单质

B．已知C与Si属于主族元素，由于CO2+H2O=H2CO3，用类比法得知，SiO2+H2O=H2SiO3

C．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，具有粘性和耐高温，可以作为木材的粘合剂和防火材料

D．硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱的导电性，一般可用于作为半导体材料

E.光导纤维的主要成分是SiO2

F.玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品

【答案】

（1）2NA

（2）蒸馏

（3）

（4）H2、HCl

（5）CDEF

【解析】（1）工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为，C的化合价从0升高为+2价，故当有?1molC参与反应时，该反应转移的电子数是2NA。

（2）比较SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、Si