高二化学人教版选修二 3.1 无机非金属材料练习卷

下列物品或设备：①水泥路；②门窗玻璃；③水晶镜片；④石英钟表；⑤玛瑙手镯；⑥硅太阳能电池；⑦光导纤维；⑧计算机芯片。所用材料含有SiO₂的(　　)。

汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi₂O_x，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是(　　)。

地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物，不具有的性质是     (　　)。

关于工业生产的叙述，错误的是  (　　)。

在制玻璃的原料中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃：

(1)制造化学仪器的玻璃需加入的物质是______。
(2)制造光学仪器的玻璃需加入的物质是______。
(3)制造蓝色玻璃需加入的物质是____________。
(4)制造红色玻璃需加入的物质是____________。

普通玻璃中，Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂的物质的量之比是Na₂SiO₃∶CaSiO₃∶SiO₂＝1∶1∶4。
(1)若以aNa₂O·bCaO·mSiO₂形式表示此玻璃的组成，则a∶b∶m＝____________。
(2)若要制备1 000 kg上述玻璃，需要原料各多少千克？共可产生标准状况下的CO₂气体多少升？

磷酸钙陶瓷也是一种新型陶瓷材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的      (　　)。

有关材料用途的说法中不正确的是  (　　)。

下列关于无机非金属材料的说法中正确的是   (　　)。

氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应获得。
(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________。(填序号)

(2)写出N的原子结构示意图__________，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式_________________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式___________________________________。
(4)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_____________________________________。

硅单质及其化合物应用很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl₃)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式____________________。
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧。SiHCl₃遇水剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式____________________；H₂还原SiHCl₃过程中若混有O₂，可能引起的后果是____________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是   (　　)。
A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D．光导纤维的主要成分是SiO₂
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明)_________________________ ____。
(4)在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是________(填字母)。
A．高温结构陶瓷    　B．生物陶瓷　     C．导电陶瓷

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：

 
请回答下列问题：
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式  ____________________________。
(2)装置A中g管的作用是________；装置C中的试剂是________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe^2＋，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋=5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O
滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由______________________。
②某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10^－2 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。