5.3无机非金属材料 课时作业(含解析) 高中化学人教版（2019）必修 第二册

5.3无机非金属材料 课时作业
2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第一册
一、单选题
1．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料制备而成的，主要成分为、和。下列说法正确的是
A．石英砂的主要成分为，常用作电路板材料
B．和，从其组成的阴离子来看，都属于硅酸盐
C．纯碱所形成的溶液能使紫色石蕊溶液变红
D．实验室常用块状的石灰石与稀硫酸反应制备
2．石墨烯是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，其结构模型见如图。有关说法错误的是（　　）
A．晶体中碳原子键全部是碳碳单键
B．石墨烯与金刚石都是碳的同素异形体
C．石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面
D．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
3．《厉害了，我的国》展示了中国探索太空，开发深海，建设世界第一流的高铁、桥梁、码头及5G技术等取得的举世瞩目的成就，它们与化学有着密切联系，下列说法不正确的是
A．制造手机芯片的关键材料是晶体硅
B．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷(碳化硅)是金属材料
C．我国提出网络强国战略，光线线路总长超过三千万公里，光缆的主要成分是二氧化硅
D．C919大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等，铝锂合金可减轻机身自重
4．化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是
A．利用石英材料可制成光导纤维 B．具有漂白性，可广泛用于食品的增白
C．使用无磷洗涤剂可减少“水华”的发生 D．催化净化汽车尾气可降低污染
5．陶瓷是中华民族的重要文化遗产，以黏土(主要成分为Al2O3·SiO2·2H2O)为原料制备陶瓷，一般步骤为制泥、成型、干燥、烧制。下列说法正确的是
A．向黏土中加水，部分氧化铝转化为氢氧化铝
B．陶瓷是纯净物
C．烧制过程中发生了复杂的化学变化
D．陶瓷属于有机高分子材料
6．绿色冬奥、科技冬奥是2022年北京冬奥会的重要理念，下列有关冬奥会的应用科技说法不正确的是
A．二氧化碳跨临界直冷制冰技术，碳排放值趋近于零，是一种环保、高效的制冰技术
B．北京冬奥会场馆使用太阳能光伏发电，高纯硅可用于制作太阳能光伏电池板
C．舵雪橇中的碳纤维是一种耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀的高分子材料
D．北京冬奥会火炬使用氢气做燃料，目的是传递低碳、环保的绿色奥运理念
7．下列有关物质的性质与应用的对应关系正确的是
A．碳酸钠溶液显碱性，用热的碳酸钠溶液可去除金属表面的油污
B．铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
C．铝的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氨气、二氧化碳等气体
8．类比推理是学习和研究常用的思维方法。下列类推的结论正确的是
A．由离子组、、不能大量共存，推测离子组、、也不能大量共存
B．由向溶液中通入有沉淀生成，推测向溶液中通入也有沉淀生成
C．由能使品红溶液褪色，推测也能使品红溶液褪色
D．由氢氟酸能溶解，推测盐酸也能溶解
9．给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A．SSO2BaSO4
B．SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
C．MgCl2·6H2OMgCl2Mg
D．CuSO4(aq)Cu(OH)2悬浊液Cu2O
10．下列除去括号内杂质的试剂或操作正确的是
A．Al2O3（SiO2）：水 B．NH4Cl（I2）：加热
C．CO2（SO2）：饱和NaHSO3溶液 D．HCl（Cl2）：苯
11．下列物质的用途不正确的是
A．ClO2可用于自来水的杀菌消毒
B．SO2可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂
C．硫酸亚铁在医疗上可用于生产防治缺铁性贫血的药剂
D．单质硅可用于制造光导纤维
12．NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28 g混合气体中含有3NA个氢原子
B．1.8 g H218O与D2O的混合物中所含的中子数为NA
C．常温常压下，4.4 g乙醛所含σ键数目为0.7NA
D．4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA
13．化学与人类的生产、生活密切相关，下列有关叙述正确的是
A．小米全自动扫拖一体机“T7PrO”搭载骁龙八核芯片的主要成分是二氧化硅
B．我国新一代运载火箭长征八号使用的碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C．石墨烯是一种具有优异性能的烯烃
D．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料，是一种纯净物
14．下列说法正确的是
A．SiO2、CO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物相同
C．SO2、NO、CO2都是大气污染物，在空气中都能稳定存在
D．HCl、HNO3都是强酸，和FeO的反应都属于复分解反应
15．下列存放物质的方法中错误的是（ ）
A．用棕色细口试剂瓶存放氯水
B．NaOH溶液盛装在带橡皮塞的试剂瓶中
C．漂白粉要密闭保存
D．HF溶液保存在玻璃试剂瓶中
二、填空题
16．SiO2属于酸性氧化物，实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞，而常用橡皮塞是因为(用离子方程式表示)_____；实验室常用NaOH溶液吸收有毒的氯气尾气，防止污染空气。用离子方程式表示此反应：_____；赤热的铁与水蒸气反应的化学方程式为______。
17．下列物质中，能制成太阳能电池的是_________，是光导纤维的基本原料的是__________，日常生活中常做导线的是____________，其合金是用量最大、用途最广的是_____________，做红色油漆和涂料的是___________，做净水剂的是___________，具有粘合作用、用作防火剂的是___________，作干燥剂的是__________．
A铜 B硅胶 C硅 D二氧化硅
E铁 F氧化铁 G硅酸钠 H硫酸铝钾
三、实验题
18．某氧化铝样品中含有氧化铁、氧化亚铁和二氧化硅杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案，请回答下列问题：
(1)操作I中要用到玻璃棒，它的作用是：___________；
(2)沉淀A的成分是___________(填化学式)；洗涤沉淀A的具体操作是___________。
(3)试剂C焰色反应为黄色，请写出步骤③中铝元素转化的离子方程式：___________。
四、有机推断题
19．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物已略去）：
(1)写出F的电子式____________________________________。
(2)若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是___________________
(3)若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图所示，则A与B溶液反应后溶液中的溶质化学式为______________________________。
(4)若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是______________________________。
(5)若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄漏，写出E与D反应的化学方程式是____________________________。
(6)若A是一种溶液，只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32－、SO42－中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为___________________________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．电路板材料常用硅单质，故A错误；
B．和，从其组成的阴离子(硅酸根)来看，都属于硅酸盐，故B正确；
C．纯碱溶液显碱性，因此纯碱所形成的溶液能使紫色石蕊溶液变蓝，故C错误；
D．实验室常用块状的石灰石与稀盐酸反应制备，不能用稀硫酸，稀硫酸与碳酸钙生成微溶的硫酸钙，附着在碳酸钙表面，阻碍继续反应，故D错误。
综上所述，答案为B。
2．A
【详解】A. 石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样，以sp2杂化轨道成键，每个碳原子中的三个电子与周围的三个碳原子形成三个σ键以外，余下的一个电子与其它原子的电子之间形成离域大π键，故A错误；
B. 石墨烯和金刚石都是碳元素的不同单质，属于同素异形体，故B正确；
C. 石墨烯中的碳原子采取sp2杂化，形成了平面六元并环结构，所有碳原子处于同一个平面，故C正确；
D. 石墨结构中，石墨层与层之间存在分子间作用力，所以从石墨中剥离得到石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力，故D正确；
答案选A。
3．B
【详解】A．制造手机芯片的关键材料是晶体硅，A正确；
B．高温结构陶瓷（碳化硅）是无机非金属材料，B错误；
C．光缆的主要成分是二氧化硅，C正确；
D．C919大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等，其中铝锂合金的密度小、强度高，可减轻机身自重，D正确；
故选B。
4．B
【详解】A．石英和光导纤维的主要成分均为二氧化硅，可利用石英材料可制成光导纤维，选项A正确；
B．SO2的漂白原理是SO2与有色物质简单结合，生成不稳定的物质，具有漂白性但不能用于食品，选项B不正确；
C．水华是废水中含有较多的磷、氮造成，选项C正确；
D．汽车废气中含有氮的氧化物，使用催化净化汽车尾气，可以减少氮的氧化物的排放，减少污染，选项D正确；
答案选B。
5．C
【详解】A．氧化铝不与水反应生成氢氧化铝，A错误；
B．陶瓷是混合物，B错误；
C．烧制过程中发生了复杂的化学变化，C正确；
D．陶瓷属于无机材料，D错误；
答案选C。
6．C
【详解】A．利用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，使碳排放趋近于零，因此是一种环保、高效的制冰技术，A正确；
B．单质硅是半导体，可以导电，因此高纯硅可用于制作太阳能光伏电池板，B正确；
C．碳纤维属于碳单质，不是高分子材料，故C错误；
D．氢作燃料能减少二氧化碳、氮氧化物等气体的排放，体现了“绿色出行”的理念，故D正确；
故选：C。
7．A
【详解】试题分析：A、碳酸钠为强碱弱酸盐，水溶液显碱性，油污在碱性条件下可以发生水解，从而被除去，正确；B、浓硝酸可使金属铝钝化，而浓硝酸可以与金属铜发生氧化还原反应，错误；C、金属铝的熔点是660℃，相对较低，不能用于制作耐高温的材料，可制耐高温材料的是Al2O3，错误；D、浓硫酸具有吸水性，可用于干燥中性或者酸性气体，氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，错误；故本题选择A。
考点：盐类的水解，金属的性质，浓硫酸的吸水性
8．A
【详解】A．还原性强于，可以氧化，则一定可以氧化，所以A正确；
B．与反应生成CaCO3和水，而若和反应则生成CaCO3和HCl，CaCO3和HCl不共存，即弱酸不能制强酸，B项错误；
C．能使品红溶液褪色，说明具有漂白性，而没有漂白性，不能使品红溶液褪色，C项错误；
D．是酸性氧化物，能与强碱反应，不与盐酸反应，与氢氟酸反应是的特性，D项错误；
故答案选A。
9．D
【详解】A、二氧化硫与氯化钡不反应，弱酸不能制强酸，故A错误；
B、二氧化硅不溶于水，二氧化硅与水不反应，故B错误；
C、MgCl2 6H2O要在氯化氢的氛围中加热得到氯化镁固体，故C错误；
D、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜，CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4，氢氧化铜和葡萄糖加热反应生成氧化亚铜红色沉淀，C6H12O6+2Cu(OH)2CH2(OH)(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O，所以能实现转化，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．Al2O3和SiO2都难溶于水，则不能用水除杂，故A错误；
B．NH4Cl受热易分解，I2受热易升华，二者利用加热的方法不能分离，故B错误；
C．CO2和SO2与饱和NaHSO3溶液均不反应，不能除杂，故C错误；
D．HCl不溶于苯，而Cl2易溶于苯，故将该混合物通入苯中进行洗气，可以除去其中的杂质，D正确；
答案选D。
11．D
【详解】A．ClO2具有氧化性，能用于自来水的杀菌消毒，A正确；
B．二氧化硫与水反应生成亚硫酸，可用于杀菌消毒，二氧化硫有还原性，红酒中添加少量二氧化硫可以防止氧化，B正确；
C．硫酸亚铁能治疗缺铁性贫血，可用于生产防治缺铁性贫血的药剂，C正确；
D．二氧化硅导光能力强，能同时传输大量信息，可用于制造光导纤维，D错误；
答案选D。
12．D
【详解】A. 乙烯和环丙烷的最简式为CH2，则28 g混合气体中含有最简式的物质的量是2 mol，所以其中含有的H原子数目为4NA个，A错误；
B. H218O与D2O的摩尔质量均为20 g/mol，H218O与D2O分子中均含有10个中子，1.8 g H218O与D2O的混合物其物质的量为n==0.09 mol，因此其中所含的中子数为0.9NA，B错误；
C. 一个乙醛分子CH3CHO中含有6个σ键，4.4 g乙醛的物质的量n==0.1 mol，故4.4 g乙醛所含σ键数目为0.6NA，C错误；
D. 1 mol SiO2晶体中含有4NA个硅氧键，4.5 g SiO2晶体中含硅氧键数目为×4NA/mol=0.3NA，D正确；
故合理选项是D。
13．B
【详解】A．硅属于半导体材料，二氧化硅具有良好的导光性，芯片的主要成分是单质硅，故A错误；
B．碳化硅是由非金属元素形成的化合物，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能，是新型无机非金属材料，故B正确；
C．石墨烯是从石墨中分离出来的单层石墨片，因此石墨烯是由碳元素组成的单质，故C错误；
D．硅酸钠水溶液俗称水玻璃，可用作木材防火剂，是一种混合物，故D错误；
答案选B。
14．A
【详解】A．SiO2、CO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成相应的钠盐和水，A正确；
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物不相同，后者还有氧气生成，B错误；
C．SO2、NO都是大气污染物，CO2不是大气污染物，其中NO在空气中不能稳定存在，易被氧化为NO2，C错误；
D．HCl、HNO3都是强酸，盐酸和FeO的反应属于复分解反应，硝酸具有强氧化性，与氧化亚铁发生氧化还原反应，D错误。
答案选A。
【点晴】该题的易错选项是D，有关硝酸参与的化学反应，除了要明确硝酸的强酸性以外，还应该特别注意硝酸的强氧化性，尤其时与还原性物质反应时，常见的考点有与氧化亚铁，与四氧化三铁，与硫化亚铁等有关反应的方程式判断。
15．D
【详解】A．氯水是液体，且氯水中次氯酸见光易分解，所以氯水应该保存在棕色细口试剂瓶中，A选项正确；
B．玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅易和强碱氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，硅酸钠是粘性的物质，容易把玻璃塞和试剂瓶粘结在一起，所以氢氧化钠溶液不能用磨口玻璃塞试剂瓶存放，B选项正确；
C．空气中含有二氧化碳和水蒸气，次氯酸钙易和二氧化碳、水反应生成碳酸钙和次氯酸，导致漂白粉失效，所以漂白粉要密封保存，C选项正确；
D．玻璃中含有二氧化硅，HF易和二氧化硅反应生成四氟化硅和水，所以HF不能用玻璃瓶存放，D选项错误；
答案选D。
【点睛】明确药品的性质及使用注意点是解题关键，如氢氟酸能腐蚀玻璃，因此不能使用玻璃瓶存放，实验室一般化学试剂的存放方法：固态物质应存放在广口瓶中，液态试剂应存放在细口瓶中，少量常用液态试剂可存放在滴瓶中，见光易分解的药品要放置在棕色试剂瓶中，氢氧化钠和二氧化硅能反应生成硅酸钠和水，则碱性溶液不能用玻璃塞等。
16． SiO2+2OH-=SiO+H2O Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
【详解】实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞，而常用橡皮塞是因为玻璃中的SiO2与碱反应生成硅酸盐使玻璃塞粘在试剂瓶口，反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O，NaOH吸收氯气的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O，赤热的铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故答案为：SiO2+2OH-=SiO+H2O ；Cl2+2OH-=Cl-+ ClO-+H2O ；3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
17． C D A E F H G B
【详解】硅具有良好的半导体材料，能制成太阳能电池；二氧化硅具有良好的光学特性，是光导纤维的基本原料；铜具有良好的导电性，日常生活中常做导线；合金是用量最大、用途最广的是铁；氧化铁为红色，可做红色油漆和涂料；明矾中铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，能够净水；硅酸钠水溶液具有粘性，耐高温，具有粘合作用、用作防火剂；硅胶具有吸水性，用作干燥剂；故答案为C；D；A；E；F；H；G；B。
【点睛】本题考查了物质的用途，明确相关物质的性质是解题关键，题目难度不大，注意对基础知识的积累。
18． 搅拌，加快反应速率，使反应物充分反应 SiO2 向沉淀中加入蒸馏水没过沉淀，重复2-3次 Al3++4OH-=+2H2O
【分析】氧化铝样品中加入过量稀盐酸，发生反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+ 6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O，SiO2不溶于稀盐酸，通过过滤分离出难溶性固体和溶液，得到的沉淀A为SiO2，滤液A中含有FeCl3、AlCl3、 FeCl2和过 量的HCl，向滤液A中加入过量H2O2，H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，向滤液B中加入过量试剂C，沉淀D灼烧得到铁红，则D为Fe (OH)3，Al(OH)3能溶于强碱溶液，所以加入的C应该是强碱溶液，得到的滤液D中含有，通入过量CO2气体反应生成Al (OH)3沉淀和碳酸氢盐，过滤得到Al(OH)3沉淀，Al (OH)3加热分解生成Al2O3。
【详解】(1)在固体药品中加入稀盐酸，用玻璃棒搅拌溶液，可以加快反应速率，使反应物充分反应；
(2)通过以上分析可知：沉淀A的成分是难溶于稀盐酸的SiO2，洗涤沉淀A的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水没过沉淀，重复2-3次；
(3)试剂C焰色反应为黄色，说明含有Na元素，且C为强碱溶液，所以C为NaOH溶液，步骤③中Al3+溶于过量NaOH溶液中生成同时生成水，所以该反应离子方程式为A13+ +4OH-=+2H2O。
19．(1)
(2)水玻璃
(3)NaHCO3、Na2CO3
(4)溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失
(5)3Cl2+ 8NH3=N2+ 6NH4Cl
(6)c（H+）∶c（Al3+）∶c（NH4+）∶c（SO42-）=1∶1∶2∶3
【分析】C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH；
【详解】（1）HCl的电子式 ，答案： ；
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO2，E为Na2SiO3，与F溶液反应可以制备G为H2SiO3，E溶液的俗称是水玻璃，答案：水玻璃；
（3）曲线中，从0.1L～0.3L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为100mL，小于200mL，所以溶液中的溶质成分NaHCO3、Na2CO3，答案：NaHCO3、Na2CO3；
（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失，答案：溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失；
（5）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，NH3与HCl、NH3与氯气相遇均冒白烟，且利用NH3与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄漏，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，答案：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；
（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3·H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应H++OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1积，发生反应Al3++3OH-=Al（OH）3↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，发生反应NH4++OH-=NH3·H2O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n（H+）∶n（Al3+）∶n（NH4+）=1∶1∶2，由电荷守恒可知，n（H+）∶n（Al3+）∶n（NH4+）∶n（SO42-）=1∶1∶2∶3，故c（H+）∶c（Al3+）∶c（NH4+）∶c（SO42-）=1∶1∶2∶3，答案：c（H+）∶c（Al3+）∶c（NH4+）∶c（SO42-）=1∶1∶2∶3。
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