5.3无机非金属材料 基础练习(含解析) 2022-2023学年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
一、单选题（本大题共12小题）
1. 下列有关物质的用途的说法不正确的是( )
A. 可用于制造光导纤维，可用于制造计算机芯片
B. 常温下的化学性质稳定，在自然界中硅大部分以游离态存在
C. 石英砂、纯碱和石灰石可用于制造普通玻璃
D. 浓溶液可用于刻蚀玻璃
2. 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
普通玻璃是氧化物，成分可表示为
粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A. B. C. D.
3. 化学与生活、生产科技密切相关。下列说法错误的有( )
传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料
工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料
碳纤维、合成纤维、光导纤维都属于高分子材料
高温下，工业制硅的反应方程式为
单质硅可用于制取通信芯片
“”飞机身使用的复合材料碳纤维和环氧树脂，属于新型无机非金属材料
太阳能发电板的主要材料是
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
4. 下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )
A. 硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B. 氢氟酸可用带橡胶塞的玻璃试剂瓶保存
C. 普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D. 祖母绿的主要成分为，用氧化物形式表示为
5. 有些科学家提出硅是“世纪的能源”，下列关于硅及其化合物的说法正确的是( )
A. 是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应
B. 高温下，工业制硅的反应方程式为
C. 光导纤维的主要成分是
D. 太阳能发电板的主要材料是
6. 高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：
粗纯
下列说法不正确的是( )
A. 步骤的化学方程式：
B. 步骤中每生成，转移电子
C. 步骤中的反应为氧化还原反应
D. 高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
7. 下列反应不能一步完成的是( )
A. B.
C. D.
8. 下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是( )
A. 硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B. 反应，反应，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生
C. 普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D. 祖母绿的主要成分为，用氧化物形式表示为
9. 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图，下列说法正确的是 ( )
A. 自然界中存在大量的单质硅
B. 沸点中含有少量的沸点，通过蒸馏或分馏可提纯
C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D. 电弧炉中反应的化学方程式为
10. 如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )
A. 属于两性氧化物
B. 盛放溶液的试剂瓶可以使用玻璃塞
C. 硅胶吸水后可重复利用
D. 图中所示的转化都是氧化还原反应
11. 半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由制。制取过程中未涉及的化学反应是( )
A.
B.
C.
D.
12. 叶蜡石的化学式为，短周期元素、、、的原子序数依次增大，与为同一周期相邻元素，的最外层电子数为次外层的一半，的离子与含有相同的电子数。下列说法错误的是( )
A. 的最高价氧化物可作耐火材料
B. 常温常压下，和形成的常见化合物均为液体
C. 叶蜡石和中都存在四面体结构
D. 用溶液分离单质和单质的混合物
二、填空题（本大题共5小题）
13. 正误判断：
硅在自然界中只以化合态的形式存在( )
晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料( )
和都可用于制造光导纤维( )
非金属性：，则热稳定性：( )
硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( )
是酸性氧化物，可溶于强碱，不溶于任何酸( )
玻璃是一种晶体，有较高的熔点( )
水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( )
14. 除去溶液中混有的应加入__________填化学式溶液。
中国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以黏土主要成分为原料，经高温烧结而成。若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为：________________。
________是制造光导纤维重要原料。
漂白粉或漂粉精的有效成分是_________填化学式。
是______色有毒气体，与水反应的方程式为____________________________，标准状况下与水反应转移电子为______。
蔗糖与浓硫酸发生反应，形成“黑面包”，体现了浓硫酸的________________性。
15. 按要求回答下列问题：
同温同压下，相同物质的量的气体和气体，其分子数之比为_________，密度之比为_________
实验室可用固体与浓盐酸反应制备氯气，发生反应的化学方程式为浓，用“单线桥”表示该反应转移电子数_________________，当转移时被氧化的为_____，
将一小块钠投入到盛溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，其总反应的离子方程式为___________________________。
三硅酸镁用氧化物表示_______________________。
玻璃是重要的建筑和装饰材料，有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式_____________________________________。
16. 氧化铬主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上是以铬铁矿主要成份为，还含有、等杂质为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：
亚铬酸亚铁中的化合价是______。
焙烧时的主要反应为：，其中被氧化的元素为______，每产生 ，转移电子的数目为______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是______。
硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为______。滤渣中除外还有______填化学式。
某工厂用铬铁矿粉含的制备，最终得到产品，产率为______。
也有一定毒性，会污染水体，常温下要除去废液中多余的，调节至少为______，才能使铬离子沉淀完全。已知的溶度积为。
17. 为确认、、的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的不必选其他酸性物质请据此回答：
锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗中所盛试剂应为______．
装置所盛的试剂是______，其作用是______．
装置所盛的试剂是______，中反应的离子方程式______．
由引得出的结论是：酸性__________________．
三、计算题（本大题共1小题）
18. 普通玻璃的成分为，若生产这种玻璃，至少需要纯碱、石灰石和石英各多少吨？
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.属于半导体，可用来制造计算机芯片，可用于制造光导纤维，故A正确；
B.硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，故B错误；
C.制造普通玻璃的原料：石灰石、纯碱、石英，故C正确；
D.可与溶液反应，故浓溶液可用于刻蚀玻璃，故D正确。
2.【答案】
【解答】
岩石和矿物中含有硅酸盐、二氧化硅，所以岩石和矿物的基本元素有硅元素，故正确；
水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，故正确；
光导纤维主要成分为二氧化硅，不是硅，故错误；
玻璃是混合物不是氧化物，故错误；
粗硅制备单晶硅的反应有：、，过程中涉及氧化还原反应，故错误，
故选A。

3.【答案】
【解答】
传统无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐，而新型无机非金属材料的主要成分不是硅酸盐，故错误；
钢丝属于铁的合金，属于金属材料，故正确；
工业生产漂白粉的原料为氯气和石灰乳，故错误；
光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于高分子材料，故错误；
高温下，工业制硅的反应方程式为，故错误；
硅单质是良好的半导体材料，可用于制取通信芯片，故正确；
环氧树脂是有机高分子材料，故错误；
太阳能发电板的主要材料是，故错误。
综上所述错误的有，共个，故C正确。
4.【答案】
【解答】
A.硅酸钠属于粘性的物质，能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，故A错误；
B.氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应，则氢氟酸保存在塑料瓶中，故B错误；
C.石英玻璃主要成分二氧化硅，是氧化物不是硅酸盐，故C错误；
D.祖母绿的主要成分为，用氧化物的形式表示时书写顺序是：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，故可以表示为：，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解答】
A.是一种酸性氧化物，但可与氢氟酸反应，故A错误；
B.高温下，工业制硅的反应生成，故B错误；
C.光导纤维的主要成分是，故C正确；
D.太阳能发电板的主要材料是，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解答】
A.二氧化硅高温下与反应生成气体，即步骤的化学方程式为：，故A错误；
B.反应中，硅元素化合价由价降低为价，每生成转移电子，故B正确；
C.步骤中与过量的氢气生成硅单质，化合价发生变化，发生了氧化还原反应，故C正确；
D.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，故D正确。
故选A。
7.【答案】
【解答】
A.二氧化硅可与氢氧化钠或碳酸钠直接反应生成硅酸钠，故A正确；
B.二氧化硅难溶于水，不与水反应，不能一步完成，故B错误；
C.溶液中通入或加入盐酸都可以生成，故C正确；
D.硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故D正确。
8.【答案】
【解答】
A.硅酸钠有黏性，能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，故A错误；
B.是溶液中的反应，强酸制弱酸，是在高温条件下才能发生，两者不相互矛盾，都可发生，故B错误；
C.石英玻璃主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐材料，故C错误；
D.祖母绿的主要成分为，用氧化物的形式表示时书写顺序是：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅，故可以表示为：，故D正确。
9.【答案】
【解答】
A.硅属于亲氧元素，在自然界中不能以游离态存在，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在，故A错误；
B.和的沸点有较大差距，所以可以通过蒸馏提纯，故B正确；
C.二氧化硅和硅都能与氢氟酸反应，故C错误；
D.二氧化硅高温下与反应生成气体，即步骤的化学方程式为：，故D错误。
10.【答案】
【解析】是酸性氧化物，项错误；
溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，项错误；
图中有的转化不是氧化还原反应，如与溶液的反应，项错误。
11.【答案】
【解析】“从沙滩到用户”，即由制取，反应原理是沙子的主要成分二氧化硅与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，得到粗硅；粗硅与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅；氢气与四氯化硅在高温下反应生成硅和氯化氢，得到纯硅。制取过程中未涉及选项中的化学反应，故B符合题意。
12.【答案】
【解答】
的最外层电子数为次外层的一半可知为，与为同一周期相邻元素则为，的离子为与含有相同的电子数，则为个电子，可知为氢氧根离子，也就是为，为。
A.的最高价氧化物为氧化铝，熔点高故可作耐火材料，故A正确；
B.常温常压下，和形成的常见化合物为水与过氧化氢均为液体，故B正确；
C.为，为，硅酸盐和二氧化硅中都存在四面体结构，故C正确；
D.硅与铝均可与氢氧化钠溶液反应，故无法分离，故D错误。
故选D。
13.【答案】

【解答】
是亲氧元素，自然界中都以化合态的形式存在。
晶体硅用于制作半导体材料是因其导电性介于导体与绝缘体之间，与熔点高、硬度大无关。
可用于制造半导体，用于制造光导纤维。
元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强。
常温下，硅的化学性质不活泼，但硅能和氢氟酸、氢氧化钠溶液反应。
可溶于氢氟酸：。
玻璃是非晶体，没有固定的熔点。
水玻璃是的水溶液，泡花碱是硅酸钠，属于盐。

14.【答案】

或二氧化硅

红棕；；
脱水性、强氧化性
【解答】
根据碳酸氢钠的化学性质，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则除去溶液中混有的应加入溶液，
故答案为：；
黏土的主要成分，若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为，
故答案为：；
是制造光导纤维的重要原料，
故答案为：；
漂白粉或漂粉精的有效成分是，
故答案为：；
二氧化氮是红棕色有毒气体，与水反应生成硝酸和一氧化氮，其反应的化学方程式为，标准状况下与水反应转移电子为，
故答案为：红棕；；；
浓硫酸具有脱水性，可以使蔗糖炭化，同时浓硫酸具有强氧化性，使得到的碳与浓硫酸发生氧化还原反应，生成二氧化碳、二氧化硫气体，从而形成“黑面包“，
故答案为：脱水性、强氧化性。
15.【答案】；；
；；
；
；
。
【解答】
相同物质的量的气体和气体，其分子数之比为，同温同压下，密度之比等于摩尔质量之比，为，故答案为：；；
氯化氢为还原剂，失去电子，重铬酸钾为氧化剂，获得电子，单线桥为：，氯元素化合价升高一价，当转移时被氧化的为，故答案为：；；
钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，离子方程式为：，故答案为：；
三硅酸镁用氧化物表示为：，故答案为：；
氢氟酸腐蚀二氧化硅，生成四氟化硅和水，化学方程式为：，故答案为：。
16.【答案】；
、；；陶瓷在高温下会与碳酸钠反应；
； ；

【解答】
铬铁矿为原料制备重铬酸钠，铬铁矿主要成份为，还含有、等杂质，铬铁矿经加入纯碱、空气氧化煅烧，主要反应为：，副反应：、，水浸之后除去生成的氧化铁，加入稀硫酸调节，除去溶液中的、，经酸化、蒸发结晶后后可生成重铬酸钠，加入硫磺，发生氧化还原反应生成，分解生成，以此解答该题。
亚铬酸亚铁中为价，为价，由化合价代数和为可知的化合价是价；
反应中，、元素化合价升高，被氧化，由方程式可知每生成，则有氧气被还原，转移电子；每产生 ，，则转移电子，数目为；不能使用陶瓷容器，原因是陶瓷在高温下会与碳酸钠反应；
硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为，加入稀硫酸，可与、等杂质反应生成、沉淀；
某工厂用铬铁矿粉含的制备，则，则理论可生成，最终得到产品，即，则产率为；
使铬离子沉淀完全，浓度为，已知的溶度积为，则，则。
17.【答案】盐酸 碳酸氢钠溶液 除去二氧化碳中混有的 硅酸钠溶液
【解析】解：用盐酸和碳酸盐反应制取二氧化碳，用二氧化碳和硅酸钠溶液制取硅酸，因此锥形瓶中加入碳酸钠溶液，分液漏斗中的试剂为盐酸，
故答案为：盐酸；
盐酸有挥发性，导致二氧化碳气体中含有，会对实验造成干扰，所以装置要盛放能除去，且不引起二氧化碳产生新的杂质、不能和二氧化碳反应的药品，一般常用碳酸氢钠溶液，
故答案为：碳酸氢钠溶液；除去二氧化碳中混有的；
为硅酸钠溶液，二氧化碳、水和硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀，所以看到有沉淀生成，用于验证碳酸的酸性强于硅酸，反应离子方程式为：
，
故答案为：硅酸钠溶液；；
根据较强酸制取较弱酸可知，用盐酸和碳酸盐反应制取二氧化碳，用二氧化碳和硅酸钠溶液制取硅酸，酸性：，
故答案为：；；．
根据较强酸制取较弱酸可知，较强酸能和较弱酸盐反应生成较弱酸，较弱酸能制取更弱的酸，要想验证、、的酸性强弱，用盐酸和碳酸盐反应制取二氧化碳，用二氧化碳和硅酸钠溶液制取硅酸，根据实验现象确定酸的相对强弱．
18.【答案】解：普通玻璃的成分为，依据原子个数守恒可知：，
则：
，


： ：，解得；
： ：，解得；
： ：，解得；
答：普通玻璃的成分为，若生产这种玻璃 ，至少需要纯碱、石灰石和石英。
【解析】普通玻璃的成分为，依据原子个数守恒可知：，据此计算解答。
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