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．下列说法不正确的是（ ）
A．新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等
B．新型无机非金属材料具有特殊的结构和性能
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点
D．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
2．下列描述中，不正确的是
A．硅胶是用二氧化硅和水反应制得的
B．水泥是以黏土和石灰石为原料制成的
C．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料制成的
D．赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃刻蚀而成的
3．我国是历史悠久的文明古国。下列叙述错误的是
A．西安兵马俑表面的“蓝”，又称“中国紫”，主要成分是硅酸铜钡(含有PbO)，其中的硅元素不是以形式存在的
B．敦煌壁画颜料中含有的青金石，其分子式为，属于硅酸盐
C．广东岭南“南越武王”赵佗汉墓出土的铜钱表面的绿色斑点或斑块，主要成分是碱式碳酸铜
D．中国古代瓷器的“红釉”，“釉汁细腻，光润匀净，色如胭脂”，其主要成分为，不可能含有铜元素
4．下列物质中不能用化合反应的方法生成的是
①Na2O ②H2SiO3 ③NaHCO3 ④Cu(OH)2 ⑤Na2O2 ⑥Na2CO3
A．①③④⑥ B．②④ C．②④⑥ D．①②④
5．下列说法正确的是
A．制造手机芯片的关键材料是二氧化硅
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的主要成分是硅酸盐
C．我国提出网络强国战略，光缆线路总长超过三千万公里，光缆的主要成分是晶体硅
D．“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料
6．下列属于新型无机非金属材料的是
A．光学玻璃 B．水泥
C．陶瓷卫生洁具 D．碳纳米管
7．下列物质的转化在给定条件下能实现的有
FeFe2O3Fe2(SO4)3
SSO3H2SO4
MgCl2溶液MgCl2·6H2OMg
SiO2(s)Na2SiO3(aq)H2SiO3(s)
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
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．化学在生产、生活中应用广泛，下列说法正确的是
A．晶体硅是良好的半导体材料
B．铁、铝合金的熔点高于铁的熔点，硬度小
C．氨常用作制冷剂利用了氨的化学性质
D．漂白粉、明矾都可用于污水的净化，其原理是相同的
10．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．(胶体)
B．(熔融)
C．
D．
11．下列有关硅及其化合物的叙述，不正确的是
A．硅在自然界中主要以单质形式存在 B．碳化硅新型陶瓷用于耐高温结构材料
C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片 D．二氧化硅可用于生产玻璃、光导纤维
12．下列关于物质应用和组成的说法正确的是
A．P2O5可用于干燥Cl2和NH3
B．NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
C．CCl4不可用于鉴别溴水和碘水
D．Si和SiO2都用于制造光导纤维
13．化学与生活紧密联系，下列说法正确的是
A．SO2具有毒性，不能用于食品加工业
B．为防止食品被氧化，可将食品保存在充满氮气的密封袋中
C．医疗上，酒精的浓度越高，消毒效果越好
D．硅单质能导电，是光导纤维的主要成分
14．下列说法正确的是
A．氢氟酸具有强酸性，可用于雕刻玻璃
B．在粗硅的制取中发生反应2C+SiO22CO+Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性
C．高温时SiO2能跟Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．氨气不能用无水CaCl2干燥，SO2能用浓硫酸干燥
15．2022年，我国具有独立知识产权的“龙芯”20岁了。下列关于硅及其化合物的叙述不正确的是
①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构
②硅是地壳中含量最多的非金属元素
③晶体硅具有金属光泽，是良好的半导体材料，能制成光电池，可以导电，属于金属材料
④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料
⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的
⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸
⑦常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
A．②③⑤⑥⑦ B．①⑤⑥⑦ C．③④⑤⑥ D．①③④
二、填空题
16．硅胶和石英的主要成分都是SiO2，前者是结构疏松的SiO2，后者是结构致密的SiO2，二者成分相同，结构不同，化学性质相同，物理性质上表现出差别，具有不同的用途。由石英制取硅胶，经历以下三步，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。
(1)用NaOH(aq)溶解石英：___________。
(2)过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：___________。
(3)微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：___________。写出硅胶的一种用途：___________。
17．硅是重要的半导体材料，构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛，在国防和航天工业中亦有许多用途。
（1）硅原子中最外层电子排布式为___，该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
（2）温石棉矿是一种硅酸盐类矿物，化学式写作氧化物形式为6MgO 4SiO2 4H2O，其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体，其中硅氧原子之间以___相结合。
a．离子键 b．极性键 c．非极性键 d．范德华力
（3）甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体，遇到空气能爆炸性自燃，生成二氧化硅固体和水。在室温下，10gSiH4自燃放出热量446kJ，请写出其燃烧的热化学方程式：___；
（4）SiH4的热稳定性不如CH4，其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO MgO)为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合，置于密闭设备中于1200℃发生反应：2(CaO MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
（5）常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是：___。
（6）若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生，一定能说明反应已达平衡的是___（选填编号）。
a．反应物不再转化为生成物
b．炉内Ca2SiO4与CaO MgO的质量比保持不变
c．反应放出的总热量不再改变
d．单位时间内，n(CaO MgO)消耗：n(Ca2SiO4)生成=2：1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%，该时段内Mg的生成速率是___。
18．碳和硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
(1)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。工业上制备高纯硅通常第一步是利用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，则该反应的化学方程式是______。
(2)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)，实验操作步骤：
步骤Ⅰ：打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加浓盐酸。
步骤Ⅱ：A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。
①通过步骤Ⅰ知浓盐酸具有的性质是_________(填字母)。
A．挥发性 B．还原性 C．氧化性 D．酸性
②C装置中的试剂X是_______(填化学式)，D中试剂瓶的现象是___。
③该同学用图中所示装置进行实验验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱的理论依据是_______。
19．有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀D。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
（1）根据以上事实，形成单质A的元素名称为__， C的名称为__。
（2）B固体溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是__。
（3）生成白色胶状沉淀D的化学方程式是__。
（4）由B制取C的化学方程式是__。
【参考答案】
一、单选题
1．D
解析：A. 新型无机非金属材料是一些具有特殊组成、特殊结构、特殊功能的材料，主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等，故A正确；
B. 新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点，而且同时还具有了如能承受高温、强度较高，具有电学性能等若干优点，故B正确；
C. 高温结构材料属于新型的无机非金属材料，具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，故C正确；
D. 新型无机非金属材料如高温结构陶瓷(Si3N4陶瓷、SiC陶瓷)的主要成分不是硅酸盐，只有传统无机非金属材料才是硅酸盐，故D错误；
答案选D。
2．A
解析：A.二氧化硅和水不反应，故A错误；
B.水泥是以黏土和石灰石为原料制成的，故B正确；
C.生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,在高温下,碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙,故C正确；
D.玻璃的成分有二氧化硅，氢氟酸能和二氧化硅反应，所以可用氢氟酸雕刻玻璃花，故D正确；
综上所述，本题正确答案为A。
3．D
解析：A．西安兵马俑表面的“蓝”，又称“中国紫”，主要成分是硅酸铜钡(含有PbO)，其中的硅元素以硅酸盐的形式存在，故A正确；
B．敦煌壁画颜料中含有的青金石，其分子式为，属于铝硅酸盐，故B正确；
C．铜在潮湿空气中易生成绿色碱式碳酸铜，广东岭南“南越武王”赵佗汉墓出土的铜钱表面的绿色斑点或斑块，主要成分是碱式碳酸铜，故C正确；
D．中国古代瓷器的“红釉”，“釉汁细腻，光润匀净，色如胭脂”，其主要成分为，可能含有红色Cu2O，故D错误；
选D。
4．B
解析：①Na2O可由Na在常温下和氧气反应生成；② SiO2 不与水反应，无法通过化合反应制得硅酸；③ 碳酸钠溶液中通入二氧化碳可得到碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；④CuO不溶于水，Cu(OH)2无法通过化合反应得到；⑤Na2O2可由Na和氧气在加热条件下生成；⑥Na2CO3可由 Na2O 和 CO2 反应得到；因此②④无法通过化合反应得到，答案选B。
5．D
解析：A．制造手机芯片的关键材料是晶体硅，A错误；
B．高温结构陶瓷是新型陶瓷，其主要成分不是传统陶瓷的硅酸盐，B错误；
C．光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；
D．石墨烯是由碳原子构成的单层二维蜂窝状晶格结构，是新型无机非金属材料，D正确；
故选D。
6．D
解析：A．光学玻璃属于传统无机非金属材料，A错误；
B．水泥属于传统无机非金属材料，B错误；
C．陶瓷卫生洁具属于传统无机非金属材料，C错误；
D．碳纳米管属于新型无机非金属材料，D正确；
答案选D。
7．A
解析：铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，FeFe2O3不能实现；
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，SSO3不能实现；
MgCl2溶液加热得不到MgCl2·6H2O，MgCl2溶液MgCl2·6H2O不能实现；
二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸盐与二氧化碳、水反应生成硅酸沉淀，SiO2(s)Na2SiO3(aq)H2SiO3(s)能实现；
所以能够实现转化只有1个。
故选A。
8．A
解析：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．A
解析：试题分析：A．晶体硅是良好的半导体材料，故A正确；B．合金的熔点低于成分金属的熔点，故B错误；C．氨常用作制冷剂是利用了液氨挥发时吸收热量，属于物理性质，故C错误；D．漂白粉用于污水的杀菌消毒，利用的是漂白粉的氧化性、明矾用于污水的净化，是利用明矾水解生成的胶体具有吸附性，故D错误；故选A。
10．B
解析：A．二氧化硅不溶于水，不能与水反应生成硅酸胶体，物质间转化不能实现，故A错误；
B．电解熔融氯化镁可以制得金属镁，金属镁在二氧化碳中燃烧可以生成氧化镁，物质间转化均能实现，故B正确；
C．二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵，不能生成硫酸铵，物质间转化不能实现，故C错误；
D．氢氧化铝不能与碳酸钠溶液反应，物质间转化不能实现，故D错误；
故选B。
11．A
解析：A．硅在自然界中主要以二氧化硅、硅酸盐等化合态形式存在，故A错误；
B．碳化硅新型陶瓷耐高温，用于耐高温结构材料，故B正确；
C．高纯度的硅半导体性能优良，可用于制造计算机芯片，故C正确；
D．二氧化硅可用于生产玻璃，且具有良好的光学性能能做光导纤维，故D正确；
答案选A。
12．B
解析：试题分析：A、P2O5是非氧化性酸性干燥剂，可用于干燥Cl2，NH3为碱性气体，不能用五氧化二磷干燥，可用碱石灰干燥，故A错误；B、HF与二氧化硅反应而腐蚀玻璃，不能存放于玻璃试剂瓶中，故B正确；C、CCl4分别与溴水和碘水产生萃取，溴的四氯化碳、碘的四氯化碳都在下层，溴的四氯化碳为橙红色，碘的四氯化碳为深紫色，可鉴别溴水和碘水，故C错误；D、SiO2可用于制造光导纤维，是一种新型的无机非金属材料，Si属于半导体，可用来制造半导体材料，不能用于制造光导纤维，故D错误；故选B、
13．B
解析：A．SO2具有毒性，但食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用，但不能超标使用，故A错误；
B．氮气的化学性质稳定，可以用来保存食品，为防止食品被氧化，可将食品保存在充满氮气的密封袋中，故B正确；
C． 医疗上通常用75%的酒精消毒，酒精浓度过高，会在病毒表面形成一层保护膜，消毒效果反而不好，故C错误；
D．硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制芯片，光导纤维的主要成分是SiO2，故D错误；
故选B。
14．D
解析：A．氢氟酸是弱酸，氢氟酸能与二氧化硅反应，所以氢氟酸用于雕刻玻璃，故A错误；
B．由可知，为非自发进行的氧化还原反应，不能比较碳、硅的还原性，故B错误；
C．常温下，硅酸钠与二氧化碳反应生成硅酸，所以硅酸的酸性比碳酸弱，故C错误；
D．氨气和氯化钙结合生成络合物，不能用无水CaCl2干燥，SO2能用酸性干燥剂浓硫酸干燥，故D正确；
故选：D。
15．A
解析：①在二氧化硅的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子相连，每个O原子与2个Si原子相连，与金刚石相似，都是立体网状结构，①正确；
②硅在地壳中含量占第二位，氧是地壳中含量最多的非金属元素，②错误；
③硅在元素周期表中位于金属与非金属元素之间，能体现某些金属的性质，晶体硅具有金属光泽，是良好的半导体材料，但仍属于非金属材料，③错误；
④二氧化硅具有导光性，是制造光导纤维的重要原料，④正确；
⑤二氧化硅晶体属于共价晶体，由硅原子、氧原子构成，不含SiO2分子，在晶体中硅和氧的原子个数比为1∶2，⑤错误；
⑥SiO2是酸性氧化物，但它不溶于水，不能直接转化为硅酸，⑥错误；
⑦常温下，硅的化学性质稳定，但硅是亲氧元素，自然界中的硅都以化合态存在，⑦错误；
综合以上分析，②③⑤⑥⑦不正确，故选A。
二、填空题
16． 2OH-+SiO2= +H2O +2H+=H2SiO3↓ H2SiO3H2O+SiO2 干燥剂或作催化剂的载体
解析：(1)石英的主要成分是酸性氧化物SiO2，与碱反应生成盐和水，离子方程式为2OH-+SiO2= +H2O；
(2)过滤，除去石英中的杂质，得到的滤液为Na2SiO3溶液，硅酸是弱酸，Na2SiO3与盐酸发生复分解反应生成白色沉淀硅酸，反应的离子方程式为+2H+=H2SiO3↓。
(3)微热，H2SiO3（aq）浓缩，H2SiO3聚合为胶体，加热硅酸溶胶脱水，生成多孔硅胶，反应的化学方程式为H2SiO3H2O+SiO2；硅胶的主要用途有作干燥剂或作催化剂的载体。
17． 2s22p2 3 第三周期第ⅡA族 b SiH4(l)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol 非金属性C>Si，它们的气态氢化物的热稳定性CH4>SiH4； 1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动 bc
解析：（1）Si原子序数为14，最外层3个电子层，最外层电子数为4，故最外层电子排布式为：2s22p2；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道，s能级电子云的形状为球形，无伸展方向，p层共有3种伸展方向，故答案为：2s22p2；3；
（2）6MgO 4SiO2 4H2O中原子半径最大的元素是Mg，在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族，SiO2中硅氧原子之间以极性共价键相结合，故答案为：第三周期第ⅡA族；b；
（3），则1molSiH4燃烧放出的热量为：，其燃烧的热化学方程式：SiH4(l)+2O2(g)=
SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol，故答案为：SiH4(l)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol；
（4）根据元素周期律，非金属性C>Si，则它们的气态氢化物的热稳定性CH4>SiH4，故答案为：非金属性C>Si，它们的气态氢化物的热稳定性CH4>SiH4；
（5）1200℃时发生反应为2(CaO MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)，此时镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，使得化学反应能发生，故答案为：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动；
（6）a．化学平衡是动态平衡，反应物不再转化为生成物，则是证明反应结束的，a错误；
b．炉内Ca2SiO4与CaO MgO的质量比保持不变，达到了平衡，b正确；
c．反应放出的热量不再改变，证明正逆反应速率是相等的，各个组分的浓度不随时间的变化而改变，c正确；
d．单位时间内，n（CaO MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1，不能证明正逆反应速率相等，d错误，
Mg的生成速率，故答案为：bc；；
18． SiO2+2CSi+2CO↑ AD NaHCO3 有白色胶状沉淀产生 非金属元素的最高价氧化物的水化物酸性越强，则元素非金属性越强
【分析】（2）某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，利用了最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性越强的原理，通过比较碳酸和硅酸的酸性强弱，来比较碳和硅的非金属性的强弱。先用盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，通过饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的HCl，然后通入硅酸钠溶液中，发生反应：CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，看到产生白色胶状沉淀，则可证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，从而证明非金属性：C＞Si。
解析：(1)石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式是SiO2+2CSi+2CO↑。
(2)①步骤Ⅰ是浓盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳和挥发的HCl进入硝酸酸化的硝酸银溶液中，HCl会和AgNO3反应生成AgCl白色沉淀：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，此反应为复分解反应。在整个实验过程中，浓盐酸体现出了挥发性和酸性。
②C装置中的试剂X是饱和NaHCO3溶液，目的是除去挥发的HCl。D中试剂瓶的现象是有白色胶状沉淀产生。
③该同学用图中所示装置进行实验验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱的理论依据是非金属元素的最高价氧化物的水化物酸性越强，则元素非金属性越强。
19． 碳 普通玻璃 SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
【分析】A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，这种气体为氧气密度的1.375倍(标准状况)的气体，则该气体的相对分子质量=32×1.375=44，应是CO2，所以A为碳，B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸，则该酸应为硅酸，将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点，该反应为工业制普通玻璃的反应，所以B为SiO2，C为普通玻璃，据此答题。
解析：A燃烧后生成的气体的相对分子质量为32×1.375＝44，且能使澄清石灰水变浑浊，该气体是二氧化碳，则A为碳元素的一种单质。B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，则B为二氧化硅。二氧化硅与石灰石、纯碱混合加热生成的C在高温时软化且无固定熔点，可推知C为普通玻璃；
(1)根据以上事实，形成单质A的元素名称为碳， C的名称为普通玻璃；
(2)B为SiO2，其溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
(3)在Na2SiO3溶液中滴加稀HCl，生成白色胶状沉淀H2SiO3的化学方程式是Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓；
(4)由SiO2制取普通玻璃的化学方程式是Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。