5.3无机非金属材料同步练习题（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题
一、单选题
1．生产计算机芯片的基础材料是
A．晶体硅 B．金刚砂 C．石墨烯 D．二氧化硅
2．下列说法正确的是
A．光导纤维的主要成分是单质硅
B．新型氢动力汽车的使用可减少雾霾的产生
C．明矾可用于自来水消毒
D．福尔马林可用于食品保鲜
3．下列物质性质与用途不相应的是
A．是一种红棕色粉末，可用作涂料
B．液氮的沸点较低，可为超导材料提供低温环境
C．石墨具有良好的润滑性，可用作电池电极材料
D．与水混合成糊状后会很快凝固，可用作石膏绷带
4．中国芯是中国自主研发并生产制造的计算机处理芯片，该芯片中使用的主要材料是
A．二氧化硅 B．硅 C．钛铝合金 D．碳化硅
5．化学与科学(S)、技术(T)、社会(S)、环境(E)密切相关，下列说法正确的是( )
A．以高纯硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥视有关器官部位的变化
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料﹣砷化镓属于金属材料
C．84消毒液、过氧乙酸、医用酒精可灭活新冠病毒均利用了强氧化性
D．乙醇汽油、生物柴油可以减少机动车尾气污染
6．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．金属钠投到MgCl2溶液中：2Na+Mg2+=2Na++Mg
B．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液产生白色沉淀：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
C．室温下用稀HNO3溶解铜：Cu+2NO+2H+=Cu2++2NO2↑+H2O
D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
7．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．pH=10的溶液中：Na+、K+、NO、SO
B．0.1mol·L-1盐酸溶液中：Na+、Al3+、SO、SiO
C．0.1mol·L-1KI溶液中：NH、Fe3+、Cl-、SO
D．能使甲基橙变黄的溶液中：Mg2+、Ba2+、NO、HCO
8．在下列条件下，一定能大量共存的离子组是
A．通入足量CO2后的溶液：Na+、SiO、CH3COO-、CO
B．在酸性高锰酸钾溶液中：Na+、NH、I-、ClO-
C．能使pH试纸变深蓝色的溶液：Na+、[Al(OH)4]-、K+、CO
D．饱和氯水中：Cl-、K+、Na+、SO
9．下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是
①在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，因此硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水等特点
②现代建筑物大量使用的沙子和水泥都是硅酸盐材料
③水晶项链和石英玻璃都是硅酸盐材料
④陶瓷是具有悠久历史的硅酸盐材料
⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的固体
⑥硅单质是良好的导体材料
A．①④⑤ B．②③⑥ C．①②⑤ D．③④⑥
10．下列描述中不正确的是
A．化学的特征就是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学
B．人们可以利用先进的技术和设备通过化学变化制造出新的原子和新的分子
C．制陶、冶金及酿酒过程中，肯定发生了化学变化
D．化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等
11．下列解释事实的离子方程式不正确的是
A．把锌片投入浓硫酸中：Zn+2H+ = Zn2++H2↑
B．盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞：SiO2+2OH- = SiO+H2O
C．二氧化锰和浓盐酸反应：MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
D．铜片溶解在KNO3和稀硫酸的混合液中：3Cu + 8H+ + 2NO = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
12．下列说法不正确的是（ ）
A．玉米不能制造乙醇 B．小苏打可治疗胃酸过多症
C．干冰可用于人工降雨 D．硅晶体可作半导体材料
13．下列说法不正确的是
A．轻微烫伤或烧伤时，若有水泡，尽量不要弄破
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．我国酸雨的形成主要是由于森林遭到乱砍滥伐，生态被破坏
D．氢氧化钠溶液放在带橡胶塞的试剂瓶中
14．室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论错误的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向Na2SiO3溶液中通入CO2，产生白色沉淀 碳的非金属性比硅的强
B 向3mLKI溶液中滴加几滴溴水，振荡，再滴加1mL淀粉溶液，溶液显蓝色 I-的还原性比Br-的强
C 向溶液X中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水后溶液显红色 X中一定含Fe2+
D 向溶液Y中滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，再加入足量稀盐酸，沉淀不溶解 Y中一定含
A．A B．B C．C D．D
15．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法或离子方程式正确的是
A．SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应，属于两性氧化物
B．Na2SiO3溶液中通入过量的CO2：SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO
C．粗硅提纯过程中只有HCl可循环利用
D．硅胶可用作食品干燥剂
二、填空题
16．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)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是____，光导纤维的主要成分是____。
(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)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式____。
(4)黏土是一种重要的矿物原料，广泛分布于世界的各地的岩石和土壤中。某种黏土的主要成分为Al(Si2O5)(OH)4，将其表示为氧化物的形式为____。
(5)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)，写出SiO2转化为Si(粗)的化学方程式____。
17．地壳中的某种元素在现代高科技产品中占有重要位置，足见化学对现代文明的重要作用。例如：
(1)计算机芯片的主要成分是___________。
(2)工业上制取粗硅的化学方程式为___________，光导纤维原料物质遇到强碱易被腐蚀，请写出该物质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________。
(3)下列物质的主要成份不属于硅酸盐的是___________(填字母)。
A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．碳化硅陶瓷
18．某校化学学习小组为探究元素周期律设计了下列实验。
(1)第一组同学根据元素非金属性与其对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图甲所示的装置来探究N、C、Si的非金属性强弱。
①仪器A的名称是_______，A中盛放的试剂是_______；若B中固体为碳酸钙，则B中发生反应的离子方程式为_______；
②烧杯C中的现象为_______；该实验不能达到实验目的，原因是_______；
③改进装置后可得出N、C、Si的非金属性由强到弱的顺序为_______。
(2)第二组同学根据非金属之间的置换反应设计了如图乙所示的装置来验证卤素单质的氧化性，A、B、C三处分别是浸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、浸有氢氧化钠溶液的棉花。
①写出A处反应的离子方程式：_______；
②B处的实验现象为_______；
③能否得出氧化性：，_______(填“能”或“否”)，其理由是_______；
④蘸有氢氧化钠溶液的棉花的作用是_______。
19．已知A、B、C都是非金属单质，各种物质间的转化关系如图：
根据图示转化关系回答：
（1）写出A的化学式___。
（2）A与NaOH溶液反应的化学方程式___。
（3）乙溶液与过量CO2反应的离子方程式___。
（4）将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为67.2L，则消耗的A的物质的量为___，转移电子的数目为___。
【参考答案】
一、单选题
1．A
解析：二氧化硅是光导纤维的成分；石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有非同寻常的导电性能，超强度和极好的透光性；金刚砂是碳化硅，属于一种硅酸盐矿物质，主要做耐磨材料；晶体硅是优良的半导体材料，是生产计算机芯片的基础材料，故选A。
2．B
解析：A、光导纤维的主要成分是二氧化硅，A错误；
B、氢气燃烧的产物是水，无污染，因此新型氢动力汽车的使用可减少煤炭燃烧产生的污染物，防止雾霾的产生，B正确；
C、明矾水解生成的氢氧化铝胶体吸附水中杂质，可以用来净水，但不可用于自来水消毒，C错误；
D、福尔马林溶液中含有甲醛，有毒，不能用于食品保鲜，D错误。
故答案选B。
3．C
解析：A．Fe2O3为红棕色固体，可用作涂料，A正确；
B．液氮沸点低，气化吸收大量热量，可为超导材料提供低温环境，B正确；
C．石墨具有良好的导电性，可用作电池电极材料，与其润滑性无关，C错误；
D．与水混合成糊状后会很快凝固，可用于石膏绷带，D正确；
故答案选C。
4．B
解析：硅是常用的半导体材料，计算机处理芯片中使用的主要材料是硅，二氧化硅常用于光导纤维，钛铝合金属于金属材料，碳化硅属于新型无机非金属材料；
答案选B。
5．D
解析：A．硅是没有导光性，是良好的半导体材料，可用于制造芯片，不用于制造光纤，制造光纤的是二氧化硅，故A错误；
B．砷化镓是一种半导体材料，是化合物，不是金属材料，故B错误；
C．84消毒液中的次氯酸钠、过氧乙酸能杀菌消毒是因为其有强氧化性，但乙醇没有氧化性，医用酒精具有脂溶性，可以破坏生物磷脂双分子构成的生物膜，使蛋白质发生变性，故C错误；
D．汽油中加入适量的乙醇形成乙醇汽油、生物柴油属于酯类，乙醇和酯类物质燃烧后的产物是二氧化碳和水，不会造成污染，故D正确；
故选：D。
6．B
解析：A．钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠再与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，正确的离子方程式为：2Na＋2H2O＋Mg2＋＝Mg(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑，故A错误；
B．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液产生白色沉淀，离子方程式：＋＋H2O＝Al(OH)3↓＋，故B正确；
C．室温下用稀HNO3溶解铜，反应生成硝酸铜、NO气体和水，正确的离子方程式为：3Cu＋2＋8H＋═3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故C错误；
D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸，离子方程式：＋2H＋═H2SiO3↓，故D错误；
故选B。
7．A
解析：A．pH=10的溶液显碱性，硝酸根不能氧化亚硫酸根，四种离子相互之间不反应也不与氢氧根反应，可以大量共存，故A符合题意；
B．盐酸的酸性强于硅酸，所以硅酸根会和盐酸溶液中的氢离子反应生成硅酸沉淀，不能大量共存，故B不符合题意；
C．碘离子会被铁离子氧化而不能大量共存，故C不符合题意；
D．能使甲基橙变黄的溶液中呈酸性或碱性，碱性溶液碳酸氢根和镁离子不能大量存在，故D不符合题意；
综上所述答案为A。
8．C
解析：A．足量CO2溶于水能与SiO、CO反应生成硅酸和碳酸氢根离子，不能大量共存，故A错误；
B．酸性高锰酸钾具有强氧化性能氧化碘离子，且I-和ClO-也能发生氧化还原反应，不能大量共存，故B错误；
C．能使pH试纸变深蓝色的溶液中含氢氧根离子，该组离子均与碱不能反应，可以大量共存，故C正确；
D．氯水能与SO发生氧化还原反应，不能大量共存，故D错误；
故选：C。
9．A
解析：①硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，类似于共价晶体结构特点，致使硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、难溶于水等性质，故正确；
②沙子主要成分为二氧化硅，二氧化硅为氧化物，不是硅酸盐，故错误；
③水晶和石英主要成分为二氧化硅，是氧化物，所以水晶项链和石英玻璃都不是硅酸盐材料，故错误；
④陶瓷主要成分为硅酸盐，使用历史悠久，故正确；
⑤硅单质是灰黑色有金属光泽的固体，故正确；
⑥硅导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体，故错误；
故选A。
10．B
解析：A．认识分子和制造分子是化学的特征，体现了化学的创造性和实用性，A正确；
B．原子是化学变化中最小微粒，人们可以利用先进的技术和设备制造出新的分子，不能制造新的原子，B错误；
C．制陶、冶金及酿酒过程中，都有新物质生成，属于化学变化，C正确；
D．化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子器件和分子机器等，D正确；
故选B 。
11．A
解析：A．锌与浓硫酸反应生成硫酸锌二氧化硫和水，离子方程式为Zn+2H2SO4(浓)=Zn2+ + +SO2 +2H2O，A错误；
B．氢氧化钠与二氧化硅反应，生成硅酸钠和水，离子方程式：SiO2+2OH- = +H2O，B正确；
C．二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O，C正确；
D．铜片溶解在KNO3和稀硫酸的混合液中，实际为铜和稀硝酸的反应，生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为3Cu + 8H+ + 2 = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O，D正确；
故选A。
12．A
解析：A．玉米含有淀粉，淀粉可以水解产生葡萄糖，葡萄糖可以分解产生乙醇，故A错误；
B．小苏打可以和盐酸反应，且碱性较弱，可以治疗胃酸过多症，故B正确；
C．干冰是由二氧化碳凝华而成的，当它投放到云层中时就会吸热升华。从而使云层迅速降温，让云层中的一些水蒸气和小水滴凝成小冰晶或大的水滴，达到人工降雨的效果，故C正确；
D．硅晶体一种常见的半导体，D正确；
故答案为A。
13．C
解析：A．高温能使蛋白质发生变性，故烧烫伤后经立即降温来减轻伤害，若有水泡，尽量不要弄破，防止感染，故A正确；
B．浓盐酸易挥发，与NH3结合生成NH4Cl固体小颗粒，为白烟，故B正确；
C．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡，不是酸雨的主要原因，故C错误；
D．二氧化硅能和氢氧化钠反应生成硅酸钠，硅酸钠是黏性的物质，能把玻璃塞黏住，所以把氢氧化钠溶液放在带橡胶塞的试剂瓶中，故D正确；
故选：C。
14．D
解析：A．强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，向盛有少量Na2SiO3的溶液中通入CO2，发生反应生成硅酸，由此得出酸性：碳酸＞硅酸，则非金属性：C>Si，A正确；
B．KI溶液中滴加几滴溴水，生成碘，溶液变蓝，可验证Br2的氧化性比I2的强，即I-的还原性比Br-的强，B正确；
C．亚铁离子与KSCN溶液不反应，则向某溶液中先滴加KSCN溶液无明显现象，再加新制氯水，呈血红色，则原溶液中一定有Fe2+，C正确；
D．白色沉淀可能为硫酸钡或AgCl，则原溶液中可能含或银离子，D错误；
答案选D。
15．D
解析：A．两性氧化物是既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的的氧化物，SiO2与HF反应生成SiF4和H2O，SiF4不是盐，因此SiO2不是两性氧化物，A错误；
B．Na2SiO3溶液中通入过量的CO2生成，B错误；
C．粗硅提纯过程中，粗Si与HCl生成SiHCl3和H2，因此H2也可以循环利用，C错误；
D．硅胶具有吸水性，且没有毒性，可用作食品干燥剂，D正确；
故选D。
16．(1) Si SiO2
(2)4HF+SiO2=SiF4+2H2O
(3)+2H+=H2SiO3(胶体)
(4)Al2O3 2SiO2 2H2O
(5)SiO2+2CSi+2CO↑
解析：（1）计算机芯片和太阳能电池的主要成分是硅单质(Si)，光导纤维的主要成分是二氧化硅(SiO2)，故答案为：Si；SiO2；
（2）玻璃中主要成分是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和碱反应，但也能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
（3）水玻璃和盐酸反应生成硅酸胶体和NaCl，离子方程式为+2H+=H2SiO3(胶体)，故答案为：+2H+=H2SiO3(胶体)；
（4）硅酸盐表示为氧化物时书写顺序是：活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以其化学式为Al2O3 2SiO2 2H2O，故答案为：Al2O3 2SiO2 2H2O；
（5）SiO2和C高温下反应生成粗硅和CO，反应方程式为，故答案为：。
17．(1)或硅
(2)
(3)D
解析：（1）计算机芯片的主要成分是硅单质Si或硅；故答案为：或硅；
（2）工业上制取粗硅反应为二氧化硅和碳高温生成硅和一氧化碳，反应方程式为：，光导纤维主要成分为二氧化硅，遇到强碱易被腐蚀，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；故答案为：；；
（3）陶瓷、玻璃、水泥的制造原料中都含有二氧化硅，三者都是硅酸盐产品；碳化硅属于新型无机非金属材料，不属于硅酸盐产品；故答案为：D。
18．(1) 分液漏斗 稀HNO3 CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 有白色胶状沉淀生成 N＞C＞Si 在B、C装置之间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
(2) Cl2+2Br—=Br2+2Cl— 试纸变为蓝色 否 没有溴与碘化钾溶液的反应 吸收未反应的氯气，防止污染空气
解析：由题给实验装置图可知，装置甲的实验设计依据是稀硝酸与碳酸钙反应制备二氧化碳，用于通过比较最高价含氧酸的强弱比较碳、氮元素的非金属性强弱，二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀用于比较碳硅元素的非金属性强弱，但挥发出的硝酸会干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，应改进装置排出硝酸的干扰；装置乙中高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气，通过氯气与溴化钠溶液、碘化钾溶液的置换反应来验证氯气、溴、碘的氧化性强弱，但实验中没有溴和碘化钾溶液的反应设计，无法比较溴元和碘的氧化性强弱。
(1)①由实验装置图可知，装置A为分液漏斗；由分析可知，装置A中盛有的稀硝酸用于与碳酸钙反应来比较最高价含氧酸的强弱，反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，故答案为：分液漏斗；稀HNO3；CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
②由分析可知，烧杯C中盛有的硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成硅酸白色胶状沉淀用于比较最高价含氧酸的强弱，由于硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸会干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，所以该实验不能达到实验目的，故答案为：有白色胶状沉淀生成；挥发出的硝酸会与硅酸钠溶液反应，干扰实验；
③在B、C装置间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶排出硝酸的干扰后，由硝酸与碳酸钙反应生成二氧化碳、二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸可知，酸性的强弱顺序为N＞C＞Si，则元素的非金属性强弱顺序为HN3＞H2CO3＞H2SiO3，故答案为：N＞C＞Si；
(2)①由分析可知， A处发生的反应为氯气与溴化钠溶液反应生成溴和氯化钠，反应的离子方程式为Cl2+2Br—=Br2+2Cl—，故答案为：Cl2+2Br—=Br2+2Cl—；
②B处发生的反应为氯气与碘化钾溶液反应生成碘和氯化钾，碘遇淀粉溶液变蓝色，则观察到的实验现象为试纸变为蓝色，故答案为：试纸变为蓝色；
③由分析可知，实验中没有没有溴和碘化钾溶液的反应设计，无法比较溴元和碘的氧化性强弱，所以无法得到氯气、溴、碘氧化性依次减弱的实验结论，故答案为：否；没有溴与碘化钾溶液的反应；
④由分析可知，蘸有氢氧化钠溶液的棉花的作用是吸收未反应的氯气，防止污染空气，故答案为：吸收未反应的氯气，防止污染空气。
19． Si Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3- 1.5mol 6NA
【分析】能与氢氧化钠反应的非金属单质为Si，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，乙能与二氧化碳反应，则乙为硅酸钠，与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和硅酸沉淀，C为H2；B与Si和H2都能反应，且Si与B反应生成的甲可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠，则B为O2，甲为SiO2，丙为H2O。
解析：(1)根据分析可知A为Si；
(2)Si与氢氧化钠溶液反应方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；
(3)硅酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和硅酸沉淀，离子方程式为SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；
(4)67.2L氢气的物质的量为3mol，根据反应方程式可知消耗Si的物质的量为1.5mol，氢元素由+1价变为0价，则生成一个氢气转移2个电子，所以生成3mol氢气转移电子数目为6NA。