考點12硅及其無機(jī)非金屬材料(好題沖關(guān))【基礎(chǔ)過關(guān)】1．(2023·廣東省汕頭市高三聯(lián)考)中華文明源遠(yuǎn)流長，下列文物或物品屬于無機(jī)非金屬材料的是()A．戰(zhàn)漢時期老青銅錯金馬 B．春秋戰(zhàn)國青銅鎏金活鏈圓壺C．兩周時期曾國編鐘 D．潮汕陶瓷工夫茶具2．(2023·廣東省韶關(guān)市二模)中國文物具有鮮明的時代特征。下列源自廣東韶關(guān)的文物的主要成分不屬于硅酸鹽的是()A．清綠地素三彩花卉撇口碗B．明代三彩孩童騎牛陶俑C．南朝弦紋三足銅鐺D．東晉咸和二年醬褐釉陶牛車模型3．黨的二十大報告提出，堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。制造5G芯片的氮化鋁屬于()A．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料B．金屬材料C．新型塑料 D．新型無機(jī)非金屬材料4．下列有關(guān)說法與碳達(dá)峰、碳中和無關(guān)的是()A．北京冬奧火炬使用氫燃料 B．我國科學(xué)家以CO2為原料合成淀粉C．化石燃料脫硫 D．種植“碳中和林”5．我國宣布力爭到2060年前實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當(dāng)，下列做法不利于實現(xiàn)“碳中和”的是()A．大量使用煤炭 B．將CO2再生轉(zhuǎn)化成資源C．開發(fā)利用核能 D．人工光合作用消耗CO26．下列關(guān)于硼、硅及其化合物的說法中錯誤的是()A．可用H3BO3溶液來中和濺在皮膚上的堿液B．Si與HF的反應(yīng)中體現(xiàn)了HF的還原性C．B2O3熔融時可以與多種堿性氧化物反應(yīng)D．Na2SiO3溶液可用作木材防火劑和黏合劑7．(2023·湖北省武漢市5調(diào))湖北鐘祥出土的“四愛圖梅瓶”是一種青花瓷器。下列說法錯誤的是()A．陶瓷燒制的過程為物理變化 B．傳統(tǒng)陶瓷可用作絕緣材料C．制作陶瓷的原料為鋁硅酸鹽 D．陶瓷穩(wěn)定性較強(qiáng)且耐腐蝕8．(2023·湖北省武漢市高三教學(xué)質(zhì)量檢測)蘄春管窯鎮(zhèn)被湖北省命名為“陶瓷之鄉(xiāng)”，其管窯手工制陶技藝是湖北省第一批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。下列說法中錯誤的是()A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石B．陶瓷燒制過程中發(fā)生了化學(xué)變化C．新型超導(dǎo)陶瓷可應(yīng)用于磁懸浮技術(shù)D．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可應(yīng)用于火箭發(fā)動機(jī)9．下列關(guān)于硅材料的說法不正確的是()A．鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同B．制普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英砂C．陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料D．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑10．我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補(bǔ)了我國計算機(jī)制造史上的一項空白。下列對晶體硅的有關(guān)敘述正確的是()A．晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴D．晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，可以導(dǎo)電11．在20世紀(jì)90年代末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碳有新的單質(zhì)形態(tài)C60存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀(jì)初，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質(zhì)的家族。下列有關(guān)碳元素單質(zhì)的說法錯誤的是A．金剛石和石墨的熔點肯定比C60高B．熔點：C60C70C90C．球碳分子、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子都是分子晶體，都是碳的同素異形體D．金剛石以非分子形式的粒子存在，屬于原子晶體；C60、C70、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子以分子形式的粒子存在，屬于分子晶體；這些碳單質(zhì)不互為同素異形體12．中國在探索太空，開發(fā)深海，建設(shè)世界第一流的高鐵、橋梁、碼頭，5G技術(shù)聯(lián)通世界等方面取得了舉世矚目的成就，它們與化學(xué)有著密切聯(lián)系，下列說法正確的是()A．中國天眼的“眼眶”是鋼鐵結(jié)成的圈梁，屬于新型無機(jī)非金屬材料B．為打造生態(tài)文明建設(shè)，我國近年來大力發(fā)展核電、光電、風(fēng)電、水電，電能屬于一次能源C．我國提出網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，光纜線路總長超過三千萬公里，光纜的主要成分是二氧化硅D．“神舟十一號”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的主要成分是硅酸鹽13．硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅及其化合物的敘述錯誤的是()A．氮化硅陶瓷是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，其化學(xué)式為Si3N4B．高純硅可以制成計算機(jī)、通信設(shè)備等的芯片C．硅可以用來生產(chǎn)新型無機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個硅原子結(jié)合4個氧原子14．純二氧化硅可用下列流程制得．下列說法不正確的是()A．X可用作木材防火劑B．步驟Ⅱ的反應(yīng)是Na2SiO3+H2SO4═H2SiO3(膠體)+Na2SO4C．步驟Ⅱ中的稀硫酸可用CO2來代替D．SiO2既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氟酸反應(yīng)，所以SiO2是兩性氧化物15．生產(chǎn)生活中的各種“玻璃”的說法正確的是()A．鋼化玻璃和普通玻璃成分不相同，但都屬于硅酸鹽產(chǎn)品B．有機(jī)玻璃的主要成分聚甲基丙烯酸甲酯屬于天然有機(jī)高分子材料C．“水玻璃”的主要成分是硅酸鈉的水溶液，可用作礦物膠D．石英玻璃熔點高、硬度大，可制作加熱NaOH、Na2CO3等固體的儀器16．無機(jī)非金屬材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯誤的是()A．玻璃纖維用于高強(qiáng)度復(fù)合材料，其主要成分為玻璃B．陶瓷是一種常見硅酸鹽材料，可以用陶瓷坩堝熔融純堿C．碳納米材料是一類新型無機(jī)非金屬材料，其中石墨烯具有導(dǎo)電性D．碳化硅俗稱金剛砂，可用作砂紙、砂輪的磨料17．近年來中國的航天技術(shù)發(fā)展迅速，天宮、天和、天舟、巡天、問天、夢天、天問、神舟等等體現(xiàn)了中國的強(qiáng)大科技力量，下列說法不正確的是()A．為航天器量身定制的柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣首次在“天和”號使用，砷化鎵屬于半導(dǎo)體B．“天宮”空間站使用石墨烯存儲器，所用材料石墨烯與金剛石互為同分異構(gòu)體C．“天問一號”火星車使用熱控保溫材料????納米氣凝膠，可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)D．“神州十三號”飛船返回艙外面是一層耐高溫的陶瓷材料，屬于無機(jī)非金屬材料18．2022年2月在北京舉辦的冬季奧運會中，使用了許多功能各異的材料，下列有關(guān)材料的描述中不正確的是()A．陶瓷、玻璃、水泥屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料B．石墨烯、富勒烯和碳納米管屬于新型有機(jī)非金屬材料C．硅是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料D．通訊中使用的光導(dǎo)纖維，主要成分為SiO219．中國科技改變世界。下列說法錯誤的是()A．“天機(jī)芯”是全球首款異構(gòu)融合類腦計算芯片，其主要成分和光導(dǎo)纖維相同B．“天問一號”火星車使用熱控保溫材料納米氣凝膠，可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)C．“雷霆之星”速滑服采用銀離子抗菌技術(shù)，可有效防護(hù)細(xì)菌侵入D．“天和”核心艙電推進(jìn)系統(tǒng)中的腔體采用的氮化硼陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料25．形式多樣的硅酸鹽是無機(jī)礦物的重要基石。SiO44-是一種四面體形的離子(屬硅酸根)，其結(jié)構(gòu)可用圖a表示，硅原子位居該四面體中心(圖中不可見)，四個氧原子各占一個頂點。圖b和圖c則是復(fù)合硅酸根離子中的兩個實例，均為無支鏈的單環(huán)狀，分別由數(shù)個硅氧四面體a通過共用氧原子的形式構(gòu)成。(1)求b的化學(xué)式。___(2)若一個單環(huán)狀離子中Si原子數(shù)為n(n≥3)，則其化學(xué)式為__。(3)綠柱石是鈹、鋁的此類硅酸復(fù)鹽，其化學(xué)式中含6個硅原子，該復(fù)鹽的化學(xué)式是___。20．我國能夠造出幾百萬一顆的衛(wèi)星芯片，但是在智能手機(jī)芯片上卻屢屢遭到美國壟斷。制造手機(jī)芯片需要高純硅，工業(yè)上制取高純硅的流程如圖。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。(1)石英砂的主要成分為____________(填化學(xué)式)，實驗室不能用石英坩堝熔融氫氧化鈉的原因是________________________。(2)整個過程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)為____________(填化學(xué)式)。(3)晶體硅為灰黑色固體，溶于氫氟酸可生成氫氣。寫出晶體硅與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。(4)某科研團(tuán)隊設(shè)計了一種以硅作為基底的微型直接氫氣酸性燃料電池，其工作原理如圖所示：①電池工作時，電子由______(填“A”或“B”，下同)電極流向______電極。②電池工作時，B電極上的電極反應(yīng)式為__________________。③每轉(zhuǎn)移，A電極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2的體積為______L。【能力提升】22．制造芯片用到高純硅，用SiHCl3(沸點：31.85℃，SiHCl3遇水會劇烈反應(yīng)，易自燃)與過量H2在1100~1200℃反應(yīng)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法不正確的是()A．整個實驗的關(guān)鍵是控溫、檢查裝置氣密性和排盡裝置中的空氣B．裝置II、III中依次盛裝的是濃H2SO4、溫度高于32℃的溫水C．實驗時，先打開裝有稀硫酸儀器的活塞，收集尾氣驗純，再預(yù)熱裝置IV石英管D．尾氣處理可直接通入NaOH溶液中23．部分含碳物質(zhì)的分類與相應(yīng)碳元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．固態(tài)p可做制冷劑用于人工降雨B．p轉(zhuǎn)化為r可通過化合反應(yīng)來實現(xiàn)C．m轉(zhuǎn)化為n或o的反應(yīng)均釋放能量D．n的一種同素異形體中既存在共價鍵也存在范德華力24．硅膠吸附劑的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，常用作干燥劑。在其中添加CoCl2可使其指示吸水量的多少來決定硅膠是否失效，原理如下：CoCl2(藍(lán)色)=CoCl2·6H2O(粉紅色)，失效的硅膠可加熱再生，下列說法錯誤的是()A．當(dāng)硅膠變粉紅色說明硅膠失效了B．SiO2是酸性氧化物，硅膠可干燥HF和Cl2等酸性氣體C．失效的硅膠再生時加熱的溫度不宜過高D．當(dāng)硅膠遇到大量的水分子時，與硅羥基形成了過多氫鍵從而失去吸附力25．AX4四面體(T1)在無機(jī)化合物中很常見。T1按圖所示方式相連，可形成一系列“超四面體”(T2、T3…)，下列說法正確的是()A．超四面體系列的各物質(zhì)最簡式相同B．AX4每個面都是正三角形，鍵角為C．SiO2、SiC、Si等硅的化合物均可形成超四面體系列D．AX4四面體形成的無限三維結(jié)構(gòu)對應(yīng)的晶體可能為共價晶體26．芯片是國家科技的心臟。在硅及其化合物上進(jìn)行蝕刻是芯片制造中非常重要的環(huán)節(jié)。三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)是常見的蝕刻劑。(1)高純?nèi)獙Χ趸杈哂袃?yōu)異的蝕刻速率和選擇性。①二氧化硅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，二氧化硅晶體中硅原子周圍最近的硅原子有_______個。②工業(yè)上常采用F2直接氟化尿素［CO(NH2)2]的方法生產(chǎn)NF3。得到的NF3中常含有少量CF4。常溫下，三種物質(zhì)在水中的溶解性大小順序為：CF4<NF3<NH3，原因是_______。(2)四氟化碳的一種蝕刻機(jī)理是：CF4在等離子體的條件下產(chǎn)生活性自由基(?F)，該自由基易與硅及其化合物中的硅原子結(jié)合生成SiF4氣體從而達(dá)到蝕刻目的。用CF4(g)進(jìn)行蝕刻時常與氧氣混合，當(dāng)混合氣體的流速分別為80mL·min-1和100mL·min-1時，蝕刻速率隨混合氣體中O2和CF4體積之比［V(O2)/V(CF4)]的變化如圖所示。①a點蝕刻速率比b點快的原因是_______。②蝕刻速率隨V(O2)/V(CF4)先升高后降低的原因是_______。(3)NF3是一種強(qiáng)溫室氣體，消除大氣中的NF3對于環(huán)境保護(hù)具有重要意義。國內(nèi)某科研團(tuán)隊研究了利用氫自由基(·H)的脫氟反應(yīng)實現(xiàn)NF3的降解。降解生成·NF2和HF的兩種反應(yīng)歷程如圖所示。其中直接抽提反應(yīng)是降解的主要歷程，原因是_______。

27．硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分，單質(zhì)硅及其化合物具有廣泛的用途。某些硅酸鹽具有篩選分子的功能，一種硅酸鹽的組成為：M2O·R2O3·2SiO2·nH2O，已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期。兩元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為24。(1)該硅酸鹽中同周期元素原子半徑由大到小的順序為____________；(2)常溫下，不能與R單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是_______(選填序號)；A．CuCl2溶液

B．Fe2O3

C．濃硫酸

D．Na2CO3溶液(3)寫出M、R兩種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式_______。(4)氮化硅(Si3N4)陶瓷材料硬度大、熔點高。Si3N4晶體中只有極性共價鍵，則氮原子的化合價為_______。(5)C3N4的結(jié)構(gòu)與Si3N4相似。請比較二者熔點高低并說明理由：_______。(6)可由下列反應(yīng)制得Si3N4，配平該反應(yīng)并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向：_______。_______SiO2+_______C+_______N2_______Si3N4+_______CO(7)如果上述反應(yīng)在10L的密閉容器中進(jìn)行，一段時間后測得氣體密度增加了2.8g/L，則制得的Si3N4質(zhì)量為_______。28．水泥是重要的建筑材料，硅酸鹽水泥主要為硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)。鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3)和氧化鎂等的混合物?！端嗷瘜W(xué)分析方法》中用EDTA(一種常用作滴定金屬離子含量的有機(jī)物)滴定法測定水泥樣品中鈣、鎂的含量。其過程如圖所示：已知：相關(guān)金屬離子濃度為0.1mol/L時，形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表：金屬離子Mg2+Ca2+Al3+Fe3+開始沉淀的pH1113.