5.3无机非金属材料 同步练习（含解析） 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.3 无机非金属材料 同步练习
2022-2023学年 化学高一下学期人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．将足量 CO2气体通入下列物质中，没有明显现象的是（　　）
A．CaCl2溶液 B．澄清石灰水
C．Ca(ClO)2溶液 D．CaCO3的悬浊液
2．实验室的化学仪器由好几种材质做成，其中最常见的是（　　）
A．玻璃 B．木 C．铁 D．塑料
3．玻璃的出现与使用已有四千多年的历史。下列说法正确的是（　　）
A．玻璃花纹可以用氢氟酸进行雕刻
B．有机玻璃的主要成分为硅酸钠
C．纯碱和硅单质是制取普通玻璃的主要原料
D．玻璃外观规则，属于晶体，有固定的熔点
4．纳米材料是指粒子直径1~100nm的材料，是备受关注的一类新型无机非金属材料，纳米碳是其中之一，可用于制造碳纳米材料，下列说法正确的是（　　）
A．纳米碳是一种新型化合物
B．的摩尔质量为720g
C．纳米碳和是碳元素的同素异形体
D．纳米碳属于胶体
5．下列叙述叙述正确的是(　　)
A．加热氯化铵固体可制取氨气
B．SO2能使KMnO4溶液褪色，是因为SO2具有漂白性
C．SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
D．钠粒用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后投入水中，放出氢气的量比直接将钠粒投入水中放出的氢气多
6．东汉《周易参同契》中记载：“胡粉投火中，色坏还为铅”，实验表明胡粉难溶于水，加强热产生能使澄清的石灰水浑浊的湿气．胡粉的主要成分（　　）
A．PbCO3 B．SnCO3 Sn（OH）2
C．2PbCO3 Pb（OH）2 D．（CH3COO）2Pb
7．下列说法正确的是（　　）
A．硅石常用作光导纤维、光学仪器的原料
B．Al（OH）3可作阻燃剂，因此可以用于灭火
C．酚醛树脂可作木材粘合剂、制作食用器具
D．H2O2在过氧化氢酶的催化下，随着温度的升高，分解速率持续加快
8．下列变化中，不能够通过两种物质之间化合反应一步实现的是（　　）
①FeCl3→FeCl2②Na→Na2O2③SiO2→CaSiO3④Fe(OH)2→Fe(OH)3
A．④ B．③ C．② D．①
9．化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述中错误的是（　　）
氧化铁 钙钛矿太阳能电池 SiO2超分子纳米管 石墨烯发热服
A．用作涂料 B.化学能转化为电能 C.无机非金属材料 D.有电热转化性能
A．A B．B C．C D．D
10．2010年诺贝尔物理学奖用于表彰首次剥离出单层石墨的科学家。单层石墨称为石墨烯，这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”的石墨烯，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，应用前景十分广阔！下列关于石墨烯的叙述正确的是(　　)
A．石墨烯是碳单质
B．石墨烯是一种有机物
C．石墨烯中碳原子的化合价为+3
D．石墨烯可导电，说明它是一种金属单质
11．下列工业生产，需用碳酸钙作为原料之一的（　　）
①用海水为原料生产镁，②制硅酸盐水泥，③制普通玻璃，④冶炼生铁，⑤制漂白粉
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．①②③⑤ D．①②③④
12．下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是：（　　）
a b c
A Al AlCl3 Al(OH)3
B HNO3 NO NO2
C Si SiO2 H2SiO3
D CH2＝CH2 CH3CH2OH CH3CHO
A．A B．B C．C D．D
二、多选题
13．下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
（　　）
a b c
A Al AlCl3 Al（OH）3
B HNO3 NO NO2
C Si SiO2 H2SiO3
D CO2 Na2CO3 NaHCO3
A．A B．B C．C D．D
14．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是（　　）
A．钢化玻璃 B．氮化硅陶瓷 C．光导纤维 D．陶瓷
15．下列有关硅的叙述中，正确的是（　　）
A．硅酸盐一般不溶于水，它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分
B．SiO2与CO2相似，由一个硅原子和两个氧原子构成一个SiO2分子
C．SiO2是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸
D．硅元素是构成矿物岩石的主要成分之一，其化合态几乎全部是氧化物和硅酸盐
三、填空题
16．纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注，现正广泛开发运用．
（1）制取纳米TiO2的方法很多，氢氧火焰水解法是将TiCl4气体导入氢氧火焰中（700～1000℃）进行水解，其化学反应式为：　 　
（2）纳米二氧化钛可光解挥发性有机污染物（VOCs），若无水蒸气存在，三氯乙烯降解反应为：C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2，若有足够量的降解后的尾气，实验室检验产物中有氯气的简单方法是：　 　 通过质谱仪发现还有多种副反物，其中之一为：，则该有机物核磁共振氢谱有　 　 个峰．
（3）利用半导材料TiO2与染料、铂电极及和I﹣的混合物作电解质（I2+I﹣ I3﹣），可构成染料敏化太阳能电池（DSSCs）工作原理如图1，该电池工作时，正极的电极反应为：　 　
（4）在不同的载体（钛片、铝片、陶瓷）表面制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色，每次光照20min取一次样，实验结果如图2，下列说法正确的是　 　
（a）不同载体，无论何种温度一定是钛片最好
（b）约在520℃时，钛片载体的光催化活性最好
（c）无论何种载体，催化活性总是随温度的升高而升高
（d）不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同．
17．材料是人类生存和发展的物质基础，合理使用材料可以改善我们的生活．
在原子反应堆中得以广泛应用的钠钾合金在常温下呈液态，说明合金的熔点比其各成分金属的熔点　 　．（选填“高”或“低”）石英玻璃纤维又称光导纤维，其主要成分和NaOH溶液反应的离子方程式为　 　．有机玻璃受热时会软化，易于加工成型．有机玻璃是一种　 　材料（选填“橡胶”或“纤维”或“塑料”）．
18．现有以下四种物质：A．Si B．FeCl3C．NaHCO3 D．Na2SiO3 请根据题意选择恰当的选项用字母代号填空．
（1）可与KSCN溶液反应，溶液变红的是　 　 　　；
（2）常用于焙制糕点，也可用作抗酸药的是　 　 　；
（3）可用于制备硅胶和木材防火剂的是　 　 　；
（4）可用于制造计算机芯片的是 　 　
四、综合题
19．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是　 　(填化学式)。
（2）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为　 　。
（3）高纯度单晶硅可以按下列方法制备：
(粗) (纯)
i.步骤①的化学方程式为　 　。
ii.步骤②的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，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
沸点/℃ 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
20．
（1）I.天宫二号空间实验室己于2016年9月15日22时04分在酒泉卫星发射中心发射成功。请回答下列问题：
耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是　 　（填化学式），该物质的类别属于　 　(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”)，实验室中不能用玻璃塞的试剂瓶盛放KOH溶液，原因是　 　（用离子方程式表示）。
（2）太阳能电池帆板是“天宫二号”空间运行的动力。其性能直接影响到“天宫二号”的运行寿命和可靠性。天宫二号使用的光太阳能电池，该电池的核心材料是　 　，其能量转化方式为　 　。
（3）II.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
请回答：
铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是　 　。
（4）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有　 　（填序号）。
a．KCl b．KClO3 c．MnO2 d．Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，　 　(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，若能，则不用填写理由，若不能，理由是(用离子方程式说明)　 　。
21．图中是地壳中含量较大的九种元素分布图，图中、、分别表示不同元素.回答下列问题：
（1）X元素的名称为　 　，其在自然界以　 　（填“游离态”或“化合态”）形式存在。
（2）Y的氧化物属于　 　氧化物（选填“酸性”“两性”或“碱性”），写出的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式　 　
（3）区别溶液和胶体的方法是　 　；检验溶液中微量的所用的方法是　 　（用离子方程式表示）。
22．用地壳中硅元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）光导纤维的主要成分是　 　；
（2）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是　 　；
（3）赏心悦目的雕花玻璃是用一种物质对玻璃进行化学刻蚀而制成的，该反应的化学方程式为　 　；
（4）工业上制取粗硅是用石英和焦炭在高温电炉中反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　 　；用石英和焦炭在高温电炉中反应也可以制得金刚砂（SiC），并产生CO气体，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　 　．
（5）将表面已氧化的铝箔放入氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式分别是　 　，　 　．
（6）用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎若干小孔后，放入水中，完全反应后，用排水法收集到标准状况下气体的体积　 　（填字母序号）．
a．等于1.12L b．大于1.12L c．小于1.12L．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A.CaCl2溶液与二氧化碳不反应，没有现象，故A符合题意；
B.澄清石灰水与二氧化碳反应先变浑浊，再继续通二氧化碳，浑浊又变澄清，故B不符合题意；
C.Ca(ClO)2溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，再继续通二氧化碳，浑浊又变澄清，故C不符合题意；
D.CaCO3的悬浊液，通二氧化碳，悬浊液变澄清，故D不符合题意；
故答案为:A。
【分析】二氧化碳与氯化钙不反应，否则违背了强酸制弱酸的原理。
2．【答案】A
【解析】【解答】玻璃的成分是二氧化硅，性质较稳定，一般不与其他物质反应，木、和塑料，不能用来加热，铁能与酸反应．
故选A．
【分析】玻璃的成分是二氧化硅，性质较稳定，据此解题．
3．【答案】A
【解析】【解答】A．玻璃的主要成分是SiO2，氢氟酸能与SiO2反应，可以雕刻玻璃，故A符合题意；
B．有机玻璃的主要成分为聚丙烯酸甲酯，是一种有机高分子材料，硅酸钠是无机物，故B不符合题意；
C．制取普通玻璃的主要原料是无机矿物，如纯碱、石英砂、石灰石等，不含硅单质，故C不符合题意；
D．玻璃是混合物，不是晶体，混合物没有固定的熔点，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.二氧化硅的性质非常稳定，一般不会和酸反应，但是可以和氢氟酸发生反应；
B.有机玻璃是一种高分子透明材料，是一种开发较早的重要热塑性塑料；
C. 普通玻璃的原料有石灰石、纯碱和石英等；
D.玻璃是一种混合物，不属于晶体，因为晶体是纯净物。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．纳米碳是只由一种元素组成的单质，不是化合物，A不符合题意；
B．的摩尔质量为720g/mol，B不符合题意；
C．纳米碳和是碳元素组成的不同单质，属于同素异形体，C符合题意；
D．纳米碳是纯净物，胶体是混合物，纳米碳不属于胶体，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．单质是只由一种元素组成的的纯净物；
B．摩尔质量数值上等于相对分子质量；
C．同素异形体为同一元素形成的不同单质；
D．胶体是混合物，纳米碳是纯净物。
5．【答案】D
【解析】【解答】A．氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，但遇冷时氨气和氯化氢由反应生成氯化铵，故A错；
B．SO2能使KMnO4溶液褪色，是因为SO2具有还原性、酸性高锰酸钾具有强氧化性，二者发生氧化反应而使酸性高锰酸钾褪色，故B不符合题意；
C．虽然SiO2能和氢氧化钠溶液反应生成盐和水，但和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，而不是生成盐和水，所以SiO2只是酸性氧化物，故C不符合题意；
D．铝箔包住钠粒，钠粒先与水反应，生成氢氧化钠和氢气，然后铝箔再与氢氧化钠反应，又放出氢气，所以钠粒用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后投入水中，放出氢气的量比直接将钠粒投入水中放出的氢气多，
故答案为：D。
【分析】A. 加热氯化铵固体分解成氯化氢和氨气，两种气体无法分离;
B. SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，发生氧化还原反应，S元素的化合价升高，体现二氧化硫的还原性，与漂白性无关，以此分析；
C. 两性氧化物的定义是既可以与强酸反应又可以与强碱反应生成盐和水的氧化物，SiO2是酸性氧化物；
D. 用铝箔包裹金属钠，用针在铝箔上扎一些小孔，放入水中，反应的方程式依次为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 根据金属钠的物质的量可以计算第一步反应生成氢气的物质的量，由于第二个反应也能生成氢气，则生成氢气的总量大于第一个反应生成的氢气的量.
6．【答案】C
【解析】【解答】解：根据信息：“胡粉投火中，色坏还为铅”，得到化合物中含有铅元素，受热可以分解为氧化物，难溶于水，加强热产生能使澄清的石灰水浑浊的二氧化碳气体，产生的湿气说明含有氢氧两种元素（或者说含氢氧化物），
所以成分是2PbCO3 Pb（OH）2，故选C．
【分析】根据信息：“胡粉投火中，色坏还为铅”，得到其中含有铅元素，受热可以分解为氧化物，胡粉难溶于水，加强热产生能使澄清的石灰水浑浊的二氧化碳气体，据此回答．
7．【答案】B
【解析】【解答】A．硅石主要成分为二氧化硅，含有其他杂质，不能直接用作光导纤维、光学仪器的原料，故A错误；
B．Al（OH）3受热易分解，生成金属氧化物氧化铝的熔点高，可作耐火材料，作阻燃剂，故B正确；
C．生产酚醛树脂用的原材料是苯酚和甲醛，里面有残留的苯酚和甲醛还有一些其他有毒物质，苯酚和甲醛是有毒性的，不能用于食品器具，故C错误；
D．过氧化氢酶的催化活性会受到温度的影响，温度过高，蛋白质变性，失去催化效力，故D错误；
故选：B．
【分析】A．用作光导纤维、光学仪器的为二氧化硅，硅石主要成分为二氧化硅，含有其他杂质；
B．Al（OH）3受热易分解，生成金属氧化物的熔点高；
C．生产酚醛树脂用的原材料是苯酚和甲醛，里面有残留的苯酚和甲醛还有一些其他有毒物质，苯酚和甲醛是有毒性的；
D．酶的催化活性会受到温度的影响．
8．【答案】A
【解析】【解答】A. ④Fe(OH)2和氧气、水反应生成Fe(OH)3，三种物质反应，不能够通过两种物质之间一步化合,
故A符合题意；
B. ③SiO2和氧化钙反应生成CaSiO3，能够通过两种物质之间一步化合，故B不符合题意；
C. ②Na和氧气反应生成Na2O2，能够通过两种物质之间一步化合，故C不符合题意；
D. ①FeCl3和铁反应生成FeCl2，能够通过两种物质之间一步化合，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A. ④Fe(OH)2和氧气、水反应生成Fe(OH)3 ;
B. ③SiO2和氧化钙反应生成CaSiO3 ;
C. ②Na和氧气在空气中自然反应生成Na2O，在空气中加热反应时生成Na2O2;
D. ①FeCl3和铁反应生成FeCl2 。
9．【答案】B
【解析】【解答】A氧化铁为红色俗称为铁红，难溶于水，氧化铁常用作红色油漆和涂料，故A不符合题意；
B钙钛矿太阳能电池是把吸收的光能转化为电能，故B符合题意；
C、SiO2属于无机非金属材料，可以制取超分子纳米管是符合题意的；故C不符合题意；
D石墨烯发热服有电热转化性能符合题意，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查化学在人类社会的生产、生活中的应用。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．石墨烯是从石墨中剥离出来的碳单质，A符合题意；
B．石墨烯是碳元素的一种单质，只含有C一种元素，因此不属于有机物，B不符合题意；
C．石墨烯是碳元素的一种单质，在该单质中，C元素的化合价为0，C不符合题意；
D．石墨烯可导电，是因为其中含有自由移动的电子，元素组成是C元素，C属于非金属元素，故石墨烯属于非金属单质，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】石墨烯是碳单质，与石墨的层片结构类似具有导电性，是无极非金属材料。
11．【答案】A
【解析】【解答】①从海水中提取镁的原料：用石灰石可以制得氧化钙，氧化钙与水反应进而得到石灰乳，用海水为原料生产镁，需用到石灰石，故①正确；
②制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土，需用到石灰石，故②正确；
③制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱等，需用到石灰石，故③正确；
④冶炼生铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石，需用到石灰石，故④正确；
⑤制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，需用到石灰石，故⑤正确；
故选A．
【分析】①从海水中提取镁的原料：海水、石灰乳；
②制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；
③制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱等；
④冶炼生铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；
⑤制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉．
12．【答案】B
【解析】【解答】A. 该组物质的转化关系为：，Al(OH)3不能直接转化为Al，A不符合题意；
B. 该组物质的转化关系为：，B符合题意
C. 该组物质的转化关系为：，SiO2不能直接转化为H2SiO3，H2SiO3也不能直接转化为Si，C不符合题意；
D. 该组物质的转化关系为：，CH3CHO不能直接转化为CH2=CH2，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】易错分析：A单铝不能直接转化为氢氧化铝，氢氧化铝也不能直接转化为单质铝。
C.二氧化硅不能直接转化为硅酸。
D.结合有机物性质，乙醛不能转化为乙烯。
13．【答案】B,D
【解析】【解答】解：A．Al（OH）3不能一步转化为Al，不符合图中转化，故A不选；
B．HNO3 NO NO2，NO2 HNO3和NO，每步转化均可一步实现，符合图中转化，故B选；
C．SiO2不能一步转化为H2SiO3，H2SiO3不能一步转化为Si，不符合图中转化，故C不选；
D．CO2 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O，每步转化均可一步实现，符合图中转化，故D选；
故选BD．
【分析】依据转化关系a→b c←a结合物质性质分析判断转化关系，
A．Al（OH）3不能一步转化为Al；
B．稀硝酸和铜反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
C．SiO2不能一步转化为H2SiO3，H2SiO3不能一步转化为Si；
D．二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠．
14．【答案】B,C
【解析】【解答】解：A．钢化玻璃与普通玻璃的成分相同，是传统无机非金属材料，故A错误；
B．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料，故B正确；
C．光导纤维是新型无机非金属材料，故C正确；
D．陶瓷是传统无机非金属材料，故D错误．
故选BC．
【分析】传统的无机非金属材料：如水泥、耐火材料、平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷、搪瓷、磨料（碳化硅、氧化铝）、铸石、碳素材料、非金属矿（石棉、云母、大理石等）．
新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等．
15．【答案】A,D
【解析】【解答】解：A、水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料，硅酸钠盐溶于水，所以硅酸盐一般不溶于水，它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分，故A正确；
B、二氧化硅不是分子，硅和氧的原子个数比为1：2，故B错误；
C、二氧化硅不溶于水，也不与水反应，故C错误；
D、硅是亲氧元素，在自然界中以化合态存在，是组成硅石和硅酸盐的主要元素，故D正确；
故选AD．
【分析】A、水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料，硅酸钠盐溶于水；
B、二氧化硅不是分子；
C、二氧化硅不溶于水，也不与水反应；
D、硅石及硅酸盐中含有大量硅元素．
16．【答案】TiCl4+2H2OTiO2+4HCl；用湿润的KI﹣淀粉试纸检验；3；I3﹣+2e﹣=3I﹣；bd　
【解析】【解答】（1）TiCl4水解生成二氧化钛和氯化氢，化学反应式为TiCl4+2H2OTiO2+4HCl，故答案为：TiCl4+2H2OTiO2+4HCl[或：TiCl4（g）+2H2（g）+O2（g） TiO2（s）+4HCl（g）]；
（2）氯气具有强氧化性，可与KI反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，所以可将湿润的淀粉KI试纸置于集气瓶口，证明有氯气；分子中有3种氢，核磁共振氢谱有3个峰，故答案为：用湿润的KI﹣淀粉试纸检验；3；
（3）由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2与染料为原电池的负极，铂电极为原电池的正极，电解质为I3﹣和I﹣的混合物，I3﹣在正极上得电子被还原，正极反应为I3﹣+2e﹣=3I﹣，故答案为：I3﹣+2e﹣=3I﹣ （写成：I2+2e﹣=2I﹣，可不扣分）；
（4）A．由图知，500度以下钛片最差，故A错误；
B．由图知，在520℃时，脱色率最高，钛片载体的光催化活性最好，故B正确；
C.520℃后钛片催化活性随温度的升高而较低，故C错误；
D．由图知，相同温度时，不同的载体（钛片、铝片、陶瓷），TiO2薄膜的光催化活性不同，故D正确．
故选bd；
【分析】（1）TiCl4水解生成二氧化钛和氯化氢；
（2）氯气具有强氧化性，可与KI反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色；分子中有几种氢，核磁共振氢谱有几种峰；
（3）由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2与染料为原电池的负极，铂电极为原电池的正极，电解质为I3﹣和I﹣的混合物，I3﹣在正极上得电子被还原；
（4）根据图中脱色率与温度关系解题；
17．【答案】低；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；塑料
【解析】【解答】解：钠、钾在常温下呈固态，而合金在常温下呈液态来判断，说明合金的熔点比其成分金属的熔点低，
二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成了硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O，
塑料是玻璃化温度或结晶聚合物熔点在室温以上，添加辅料后能在成型中塑制成一定形状的高分子材料，有机玻璃是塑料；
故答案为：低；SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；塑料．
【分析】钠、钾在常温下呈固态，而合金在常温下呈液态来判断熔点；
二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，据此写出反应的离子方程式；有机玻璃是塑料．
18．【答案】B；C；D；A
【解析】【解答】（1）三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应，生成红色络合物，故选B；
（2）碳酸氢钠不稳定受热易分解生成二氧化碳，常用于焙制糕点；能够与盐酸反应消耗氢离子，也可用作抗酸药，故选：C；
（3）硅酸钠与酸反应生成硅酸，可用于制备硅胶；硅酸钠的水溶液浸泡的木材不易燃烧，可以做木材防火剂，故选：D；
（4）硅是良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片，故选：A．
【分析】（1）三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应；
（2）碳酸氢钠不稳定受热易分解，且能够与氯化氢反应；
（3）硅酸钠与酸反应生成硅酸，硅酸钠的水溶液浸泡的木材不易燃烧；
（4）硅导电性介于导体与半导体之间．
19．【答案】（1）Si
（2）4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
（3）2C+SiO2 Si+2CO↑；蒸馏
【解析】【解答】(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池的是Si；
(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
(3)i．步骤①为二氧化硅与碳在高温下生成硅和CO，方程式为2C+SiO2Si+2CO↑；
Ii．由于SiHCl3、SiCl4的沸点相差较大，可利用蒸馏的方法分离。
【分析】(1)晶体硅为良好的半导体材料；
(2)氢氟酸能够与玻璃中二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能腐蚀玻璃；
(3)i.步骤①二氧化硅与碳高温下反应生成硅和一氧化碳；
ii.依据SiHCl3、SiCl4的沸点相差较大，可采用蒸馏的方法分离。
20．【答案】（1）SiO2；酸性氧化物；SiO2+2OH- =SiO32-+H2O
（2）Si（或晶体硅）；太阳能转化为电能
（3）2Al+2OH－+2H2O＝2AlO +3H2↑
（4）bd；不能；Fe2O3+6H＋＝2Fe3＋+3H2O，Fe+2Fe3＋＝3Fe2＋
【解析】【解答】I.(1)石英玻璃的成分为二氧化硅，化学式为SiO2，二氧化硅和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物；玻璃中含二氧化硅，和碱反应生成的硅酸钠溶液，是一种矿物胶，瓶塞和瓶口会粘结在一起，不易打开，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：SiO2； 酸性氧化物； SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；(2)天宫二号使用的光伏太阳能电池的核心材料是半导体硅，天宫二号使用的光伏太阳能电池是将太阳能转化为电能，故答案为：Si；太阳能转化为电能；II.(1)Al和KOH溶液反应生成偏铝酸钾和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；(2)铝热反应需要引发剂产生高温，引发反应，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应，所以还需要的试剂是氯酸钾和Mg，
故答案为：bd；
铁能和铁离子反应生成亚铁离子，亚铁离子和KSCN溶液无明显现象，所以根据该现象不能确定固态中是否含有氧化铁，涉及的离子方程式分别为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：bd；不能； Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+。
【分析】I.(1)石英玻璃的成分为二氧化硅，二氧化硅能和碱反应生成盐和水；玻璃中含二氧化硅，和碱反应生成的硅酸钠溶液能使瓶塞和瓶口粘结在一起；(2)天宫二号使用的光伏太阳能电池的核心材料是半导体硅，太阳能电池是将太阳能转化为电能；II.(1)Al和KOH溶液反应生成偏铝酸钾和氢气；(2)铝热反应需要引发剂引发反应，结合铝热反应的实验分析判断；铁能和铁离子反应生成亚铁离子，亚铁离子和KSCN溶液不反应，据此分析解答。
21．【答案】（1）硅；化合态
（2）两性；
（3）丁达尔效应；
【解析】【解答】（1）X元素在地壳中含量占第二位，是硅元素，硅是亲氧元素，其在自然界以化合态形式存在。
（2）Y为地壳中含量在第三位的元素，为铝元素，氧化物为氧化铝，属于两性氧化物，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为；
（3）Z为铁元素，区别氯化铁溶液和氢氧化铁胶体的方法可以利用胶体有丁达尔效应，检验溶液中微量的所用的方法是铁离子遇到硫氰化钾显红色，离子方程式为。
【分析】（1）硅元素在地壳中含量排第二，自然界都是以化合态形式存在；
（2）氧化铝为两性氧化物，可以和酸、强碱发生反应，当和强碱反应时，生成偏铝酸盐和水；
（3）溶液和胶体的鉴别方法采用丁达尔效应；铁离子的鉴别可以采用硫氰酸钾溶液，铁离子遇到硫氰酸钾会变为红色。
22．【答案】（1）二氧化硅
（2）硅
（3）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
（4）5：2；1：2
（5）2Al+2OH﹣+2H2O=2[Al（OH）4]﹣+3H2↑；Al2O3+2OH﹣+3H2O=2[Al（OH）4]﹣
（6）b
【解析】【解答】解：（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅；
故答案为：二氧化硅；（2）晶体硅为良好的半导体材料是目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅；
故答案为：硅；（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
故答案为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；（4）SiO2+2C {#mathmL#}{#/mathmL#} Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO2为氧化剂，C是还原剂，由反应可知，物质的量比为1：2，质量比为1×60：2×12=5：2，
SiO2+3C {#mathmL#}{#/mathmL#} SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为﹣4价，则C为氧化剂，也是还原剂，由电子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化剂与2molC作还原剂转移电子相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1：2，
故答案为：5：2，1：2；（5）铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子方程式：2Al+2OH﹣+2H2O=2[Al（OH）4]﹣+3H2↑；氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式：Al2O3+2OH﹣+3H2O=2[Al（OH）4]﹣；
故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O=2[Al（OH）4]﹣+3H2↑；Al2O3+2OH﹣+3H2O=2[Al（OH）4]﹣；（6）Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和Al反应生成H2和NaAlO2，其方程式为Na+Al+2H2O=NaAlO2+2H2↑，根据方程式知，0.1molNa完全反应生成V（H2）=2n（Na）．Vm=2×0.1mol×22.4L/mol=4.48L＞1.12L，
故选b．
【分析】（1）二氧化硅为光导纤维主要原料；（2）晶体硅为良好的半导体材料；（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水；（4）SiO2+2C {#mathmL#}{#/mathmL#} Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO2为氧化剂，C是还原剂，SiO2+3C {#mathmL#}{#/mathmL#} SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为﹣4价，以此计算；（5）铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠；（6）Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和Al反应生成H2和NaAlO2，其方程式为Na+Al+2H2O=NaAlO2+2H2↑，根据Na和氢气之间的关系式计算．