第三節(jié)無機非金屬材料5.3硅酸鹽材料一、單選題1．下列關于玻璃的敘述中，正確的是A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽材料 B．紅色玻璃中含有氧化鈷C．無色玻璃是純凈物 D．玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英【答案】D【解析】A．玻璃不是人類最早使用的硅酸鹽材料，陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，故A錯誤；B．紅色玻璃中含Cu2O，含氧化鈷的玻璃是藍色，故B錯誤；C．玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，是混合物，故C錯誤；D．制取玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英，故D正確；故選D。2．醫(yī)學研究表明：偏硅酸(也稱硅酸)有軟化血管的作用，對心臟病、高血壓有一定的療效。偏硅酸中含有硅、氫、氧三種元素，其中硅的化合價為+4價，則其化學式為A．Na2SiO3 B．H2SiO4C．H2SiO3 D．SiO2【答案】C【解析】偏硅酸中含有硅、氫、氧三種元素，其中硅的化合價為+4價，氧的化合價為-2價，氫的化合價為+1價，則化學式為H2SiO3；故選C。3．2021年9月10日，國產(chǎn)C919飛機生產(chǎn)許可審定委員會(PCB)中間會議在上海召開，標志著自2019年C919飛機批量生產(chǎn)工作啟動以來取得了階段性進展，是C919飛機項目的又一個重要里程碑。下列C919飛機使用的材料中，不屬于金屬材料的是A．鈦合金 B．第三代鋁鋰合金 C．鋼材 D．碳纖維復合材料【答案】D【解析】A．鈦合金屬于鈦的合金，為金屬材料，A不符合題意；B．鋁鋰合金屬于合金，為金屬材料，B不符合題意；C．鋼材為鐵的合金，屬于金屬材料，C不符合題意；D．碳纖維復合材料屬于無機非金屬材料，不屬于金屬材料，D符合題意；故選D。4．石灰石是許多工業(yè)的原料，但制取下列物質不需要石灰石的是A．制生石灰 B．制水泥 C．制玻璃 D．制陶瓷【答案】D【解析】A．碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣，生石灰的制取需要使用石灰石，A錯誤；B．生產(chǎn)水泥的原料是石灰石和粘土，B錯誤；C．工業(yè)生產(chǎn)玻璃的原料是石灰石、純堿和石英，需要使用石灰石，C錯誤；D．制陶瓷的主要原料是黏土，不需要石灰石，D正確；故選D。5．2022年北京冬奧火種燈采用了很多高科技手段致力于結構創(chuàng)新和節(jié)能減碳。以下敘述錯誤的是A．火種使用的丙烷屬于清潔燃料B．火種燈材質采用的鋁合金是混合物C．火種燈采用的雙層玻璃耐酸耐堿D．火種燈和火種盆使用的玻璃材料屬于無機非金屬材料【答案】C【解析】A．丙烷燃燒生成CO2和H2O，對環(huán)境無污染，屬于清潔燃料，A正確；B．合金由金屬和金屬（或金屬與非金屬）熔合而成，屬于混合物，B正確；C．玻璃中含有SiO2，與堿反應，故玻璃不耐堿，C錯誤；D．玻璃材料屬于硅酸鹽材料，屬于無機非金屬材料，D正確；故答案選C。6．化學與生產(chǎn)、生活息息相關。下列敘述不正確的是A．陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽B．鈦是一種性能優(yōu)越的金屬，常用于飛機、火箭、導彈等的制造領域C．洗發(fā)時使用的護發(fā)素，能夠調節(jié)頭皮的pH使之達到適宜酸堿度D．由于天然氣是清潔能源，可以無限制的開采和使用【答案】D【解析】A．陶瓷由黏土經(jīng)高溫燒結而成，主要化學成分是硅酸鹽，在新石器時代就已經(jīng)開始使用，應用較早，A正確；B．鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬，其化學性質穩(wěn)定，耐腐蝕，鈦及鈦合金主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等領域，B正確；C．洗發(fā)水的pH大于7、護發(fā)素的pH小于7，人們洗發(fā)時使用護發(fā)素，可調節(jié)頭發(fā)的pH達到適宜的酸堿度，使頭發(fā)在弱酸的環(huán)境中健康成長，C正確；D．天然氣是化石燃料，屬于不可再生能源，不可無限制開采和使用，D錯誤；綜上所述答案為D。7．硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質，下列說法正確的是A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽材料B．二氧化硅可用于制造太陽能電池C．高純硅可用于制造光導纖維D．某硅酸鹽的化學式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示【答案】D【解析】A．陶瓷、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽材料，水晶的成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽材料，故A錯誤；B．單晶硅可用于制造太陽能電池，而不是二氧化硅，故B錯誤；C．二氧化硅可用于制造光導纖維，而不是高純硅，故C錯誤；D．硅酸鹽的化學式用氧化物表示，活潑金屬氧化物在前，則KAlSi3O8可用K2O·Al2O3·6SiO2表示，故D正確；答案D。8．化學與生活、科技、社會發(fā)展息息相關。下列有關說法錯誤的是A．新冠病毒變異毒株德爾塔(Delta)，傳播性更強，其成分含有蛋白質B．中芯國際是我國生產(chǎn)芯片的龍頭企業(yè)，所生產(chǎn)芯片的主要成分是單晶硅C．市面上的防曬衣通常采用聚酯纖維材料制作。忌長期用肥皂或堿性較強的液體洗滌D．“神舟十二號”飛船返回艙外表面使用的高溫結構陶瓷主要成分是硅酸鹽【答案】D【解析】A．病毒的衣殼的主要成分為蛋白質，A正確；B．晶體硅為良好的半導體，是芯片的主要成分，B正確；C．聚酯纖維材料中含有酯基，用肥皂或堿性較強的液體洗滌會使酯基水解，C正確；D．高溫結構陶瓷為新型無機非金屬材料，不含Si元素，不是硅酸鹽，D錯誤；綜上所述答案為D。9．下列說法不正確的是A．陶瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫燒結而成的B．高純單質硅可以制成光電池，將光能直接轉換為電能C．光導纖維是以二氧化硅為主要原料制成的D．向飽和Na2SiO3溶液中通入足量CO2，然后蒸發(fā)結晶，最后灼燒，得到Na2CO3、SiO2【答案】D【解析】A．陶瓷是以黏土為主要原料，然后在陶瓷窯中高溫燒制而成，故A正確；B．單質硅是良好的光電材料，能將光能直接轉化成電能，因此常用其制作光電池，故B正確；C．二氧化硅具有優(yōu)良的傳輸光信號的能力，常用于制作光導纖維，故C正確；D．高溫灼燒過程中碳酸鈉與二氧化硅能反應生成硅酸鈉和二氧化碳，故D錯誤；故選：D。10．下列不屬于三大合成材料的是A．玻璃 B．合成纖維 C．合成橡膠 D．塑料【答案】A【解析】三大合成材料包括塑料、合成纖維、合成橡膠，則在選項給出的物質中不屬于三大合成材料的是玻璃，故合理選項是A。二、元素或物質推斷題11．設計如下實驗探究某礦石(僅含四種短周期元素)的組成和性質，無色液體1為最常見的液體純凈物：(1)白色膠狀沉淀2的化學式___________，無色液體1的電子式___________。(2)礦石的化學式為___________。(3)白色粉末3溶于過量NaOH溶液的離子方程式是___________。(4)無色溶液3與過量NaOH溶液反應的離子方程式___________。(5)白色粉末3與能與同主族短周期元素的單質反應，檢驗其反應產(chǎn)物的方法是___________?！敬鸢浮?1)H2SiO3(2)MgSiO3·2H2O(3)SiO2+2OH-=+H2O(4)Mg2++2OH-=Mg(OH)2(5)固體物質取樣與試管中，加入少量濃NaOH溶液，若產(chǎn)生氣泡則有單質Si生成；將生成的氣體通過足量堿石灰后再依次通過灼熱的氧化銅粉末、澄清石灰水，若氧化銅粉末有黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁，則有CO生成【解析】13.6g礦石灼燒生成無色氣體1冷凝變?yōu)闊o色液體1，則無色液體1為H2O，白色粉末加入鹽酸得到白色膠狀沉淀，經(jīng)灼燒得到的白色粉末可與過量的氫氧化鈉溶液，則白色粉末3為SiO2，膠狀沉淀2為H2SiO3，無色溶液3應為氯化物，加入過量的氫氧化鈉溶液得到白色沉淀3，應為Mg(OH)2，可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]==0.1mol，n(SiO2)==0.1mol，則白色固體2為MgSiO3，0.1molMgSiO3的質量為10g，則n(H2O)==0.2mol，故n(MgSiO3):n(H2O)=0.1mol:0.2mol=1:2，以此可確定礦石的化學式為：MgSiO3·2H2O，據(jù)此分析解題。(1)由分析可知，白色膠狀沉淀2的化學式為H2SiO3，無色液體1為H2O，則其電子式為：；(2)由分析可知，礦石的化學式為MgSiO3·2H2O，故答案為：MgSiO3·2H2O；(3)由分析可知，白色粉末3為SiO2，其溶于過量NaOH溶液的離子方程式為：SiO2+2OH-=+H2O，故答案為：SiO2+2OH-=+H2O；(4)由分析可知，無色溶液3為氯化鎂溶液，其與過量NaOH溶液反應的離子方程式為：Mg2++2OH-=Mg(OH)2，故答案為：Mg2++2OH-=Mg(OH)2；(5)由分析可知，白色粉末3為SiO2，其與能與同主族短周期元素的單質即C反應，反應方程式為：SiO2+2CSi+2CO，故檢驗其反應產(chǎn)物的方法是固體物質取樣與試管中，加入少量濃NaOH溶液，若產(chǎn)生氣泡則有單質Si生成；將生成的氣體通過足量堿石灰后再依次通過灼熱的氧化銅粉末、澄清石灰水，若氧化銅粉末有黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁，則有CO生成，故答案為：固體物質取樣與試管中，加入少量濃NaOH溶液，若產(chǎn)生氣泡則有單質Si生成；將生成的氣體通過足量堿石灰后再依次通過灼熱的氧化銅粉末、澄清石灰水，若氧化銅粉末有黑色變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁，則有CO生成。三、填空題12．化學與材料密切關聯(lián)。①制造普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和________；②鋼鐵在酸雨中會發(fā)生電化學腐蝕，其負極的電極反應是________；③硫化橡膠具有較高的強度和化學穩(wěn)定性，它具有________結構。【答案】石英Fe﹣2e﹣=Fe2+體型(或“網(wǎng)狀”或“體型網(wǎng)狀”)【解析】①制造玻璃的主要原料為石灰石、純堿、石英，故答案為：石英；②鐵為負極，鐵失去電子轉化成二價亞鐵離子，電極反應式為：Fe﹣2e﹣=Fe2+，故答案為：Fe﹣2e﹣=Fe2+；③硫化橡膠分子間具有空間網(wǎng)狀結構，故答案為：體型(或“網(wǎng)狀”或“體型網(wǎng)狀”)。13．下列是五種物質的化學式，請按要求選擇合適的序號填空：A．NaHCO3B．Na2CO3C．Fe2O3D．Ca(ClO)2E.KAl(SO4)2·12H2O（1）俗稱鐵紅的物質；______________（2）一種常見凈水劑；___________（3）常用于焙制糕點的小蘇打；____________（4）制普通玻璃的原料是石英、石灰石和______________。【答案】CEAB【解析】(1)Fe2O3為紅色，俗稱鐵紅；故答案為：C；(2)KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中電離產(chǎn)生鋁離子，鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，可以吸附凈水；故答案為：E；(3)NaHCO3俗名小蘇打，可以焙制糕點；故答案為：A；(4)制普通玻璃的原料是石英、石灰石和Na2CO3；故答案為：B；14．下列物品或設施：①陶瓷餐具②磚瓦③混凝土橋墩④門窗玻璃⑤水晶鏡片⑥石英鐘⑦水晶項鏈⑧硅太陽能電池⑨光導纖維⑩計算機芯片(1)使用了硅單質的是___________(填序號，下同)。(2)使用了二氧化硅的是___________。(3)使用了硅酸鹽材料的是___________。【答案】(1)⑧⑩(2)④⑤⑥⑦⑨(3)①②③④【解析】(1)硅為良好的半導體材料，可用于制太陽能，計算機芯片，即⑧硅太陽能電池；⑩計算機芯片；故答案為：⑧⑩；(2)所用材料為SiO2或要用到SiO2的是：④門窗玻璃（原料有二氧化硅、成分含有二氧化硅）、⑤水晶鏡片、⑥石英鐘、⑦水晶項鏈、⑨光導纖維；故答案為：④⑤⑥⑦⑨；(3)陶瓷、磚瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸鹽：①陶瓷餐具②磚瓦③混凝土橋墩④門窗玻璃；故答案為：①②③④。15．根據(jù)要求回答下列問題：(1)寫出下列物質在水溶液中的電離方程式：①：__________；②___________；③寫出①②水溶液混合后恰好沉淀完全的離子方程式______________；(2)標準狀況下，相同質量的和物質的量比為_____，所含氧原子數(shù)比為______，密度比為______。(3)某建筑材料主要成分為鋁硅酸鹽，化學式是；改寫成氧化物形式為______。【答案】Ba(OH)2=Ba2++2OH-NaHSO4=Na++H++Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O3：21：12：3MgO?Al2O3?4SiO2?2H2O【解析】(1)①是強堿，屬于強電解質，在水溶液中完全電離，故其電離方程式為：Ba(OH)2=Ba2++2OH-，故答案為：Ba(OH)2=Ba2++2OH-；②是強酸的酸式鹽，屬于強電解質，在水溶液中完全電離，故其電離方程式為：NaHSO4=Na++H++，故答案為：NaHSO4=Na++H++；③①②水溶液混合后恰好沉淀完全是Ba(OH)2和NaHSO4等物質的量混合，故其離子方程式Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O，故答案為：Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O；(2)標準狀況下，相同質量的和物質的量比為：=3：2，所含氧原子數(shù)比為：=1：1，同溫同壓下，氣體的密度之比等于其摩爾質量之比也等于其相對分子質量之比，故密度比為32：48=2：3，故答案為：3：2；1：1；2：3；(3)某建筑材料主要成分為鋁硅酸鹽，化學式是可改寫成氧化物形式為MgO?Al2O3?4SiO2?2H2O，故答案為：MgO?Al2O3?4SiO2?2H2O。四、實驗題16．某同學設計實驗以探究元素性質的遞變規(guī)律，實驗裝置如圖所示。(1)實驗Ⅰ：探究碳、氮、硅三種元素非金屬性遞變規(guī)律。已知A裝置的燒瓶里裝有大理石，分液漏斗里裝有稀HNO3溶液，B裝置中裝有飽和NaHCO3溶液，裝置C中裝有Na2SiO3溶液，試回答：①C中可觀察到的現(xiàn)象是_______。②B裝置的作用是_______。③根據(jù)實驗現(xiàn)象推知，碳、氮、硅三種元素非金屬性的強弱順序是_______，得出以上結論的判斷依據(jù)是_______。(2)實驗Ⅱ：已知常溫下高錳酸鉀與濃鹽酸混合可產(chǎn)生氯氣，利用該裝置探究氯和溴元素的非金屬性強