第五章第三节无机非金属原料同步练习高一下学期化学人教版（2019）必修第二册（含解析）

第五章第三节无机非金属原料同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是
A．干冰 B．水晶 C．玛瑙 D．硅石
2．化学与生活、生产密切相关。下列说法不正确的是
A．5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应
B．75%(体积分数)的酒精溶液能使蛋白质变性从而起到杀菌作用
C．汽车安全气囊中含叠氮化钠，受撞击后会快速分解产生氮气和金属钠
D．“东风夜放花干树，更吹落，星如雨”中所描述的场景中涉及焰色反应
3．关于下列反应的叙述正确的是
A．由SiO2+2CSi+2CO↑可推知硅的非金属性比碳强
B．由CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑可推知H2SiO3的酸性比H2CO3强
C．由Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓可推知碳的非金属性比硅强
D．H2CO3比H2SiO3受热易分解可推知H2SiO3的酸性比H2CO3强
4．即将“5G”网络的普及将会大大提升信息传递的速度，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度的硅。制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑；
②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4；
③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl。
下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是
A．①③为置换反应
B．①②③均为氧化还原反应
C．②为化合反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
5．地球上油气资源成因(自发过程)有橄榄石[]的蛇纹石[]化作用说[①]、地球内部金属与水反应的碳化物说[②]等。下列说法正确的是
A．蛇纹石写成氧化物形式为
B．分子式为的烃一定是丙烯
C．①反应的
D．中n与m可以满足或2
6．在给定条件下，下列选项正确的是
①NaHCO3Na2CO3NaOH
②CaCO3CaOCaSiO3
③NH3 NO HNO3
④
⑤SSO3H2SO4
⑥
A．有2项能实现 B．有3项能实现
C．有4项能实现 D．以上转化均不能实现
7．下列物质的用途与其性质的对应关系错误的是
A．溴化银用于变色眼镜～光照分解
B．氯气用于自来水消毒～次氯酸的强氧化性
C．氢氟酸腐蚀玻璃～强酸性
D．0.9%的NaCl～医用生理盐水
8．下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是
A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
C．硅胶可用作食品干燥剂
D．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
9．下列各组物质中，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有
序号 X Y Z W
① Al
② Si
③ Na NaCl
④ Fe
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
10．科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na+CCl4+SiCl4=SiC+8NaCl。下列说法不正确的是
A．SiC和SiO2中Si元素的化合价相同
B．上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物
C．SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应
D．一维SiC纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力
11．港珠澳大桥在2018年10月24日正式通车，它是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目，创下了多项世界纪录，其中有中国首创的深插钢圆简快速筑岛技术，这要充分考虑铁在海水中耐腐蚀的问题，因此对铁的性质要作全面的掌握。下列说法错误的是
A．运用烤蓝技术，在钢铁表面形成一层致密的氧化物薄膜
B．“曾青得铁则化为铜”是现代“湿法炼铜”的先驱，利用了铁置换出铜的原理
C．FeCl3溶液可用于铜制印刷电路板的制作，利用了Fe3+能从含Cu2+的溶液中置换出铜
D．用铁粉可除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
12．《厉害了，我的国》“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是
A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料
B．“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机非金属材料
C．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
13．下列物质与其对应的用途搭配不正确的是
A．高能燃料-火箭动力
B．石英砂-制造光导纤维
C．半导体硅晶片-制造计算机芯片
D．高强度耐火陶瓷-制造轮船
14．某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法不正确的是
A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品
B．高岭土为含水的铝硅酸盐
C．n=3
D．我国在新石器时代已能烧制陶器
15．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：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
下列说法不正确的是
A．步骤①的化学方程式：SiO2+CSi+CO2↑
B．步骤①中每生成1 mol Si，转移4 mol电子
C．步骤③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
二、实验题
16．烟道气中的是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为___________。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号)___________。
a．碱石灰 b．无水 c．
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。____
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________。
17．某实验小组设计了如图所示装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物进行探究。
已知：溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为 （产生黑色金属钯，使溶液变浑浊）。
(1)实验时要长时间通入，其目的是__________________________________________________。
(2)装置B的作用是__________________________________________________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为_____________、_____________，若装置C，D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为__________________________。
(4)该装置的缺点是__________________________________________________。
三、工业流程题
18．硅酸钠被列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。如图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程简图：
（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是蒸发结晶，则蒸发时用到的主要仪器有______。
（2）图中加入NaOH溶液，发生反应的离子方程式为______。
（3）洗涤石英砂的目的是______，过滤Ⅰ所得残渣为______（写化学式）。
19．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2 ，则转移电子的总数为_______________。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃～1 100 ℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是___________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________；装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。
a.碘水 b.氯水　 c.Na2SO3溶液　 d.KSCN溶液
参考答案：
1．A
【详解】A．干冰为固体CO2，主要成分不是SiO2，选项A符合；
B．水晶主要成分是二氧化硅，选项B不符合；
C．石英中具有彩色环带或层状的称为玛瑙，主要成分是二氧化硅，选项C不符合；
D．硅石的主要成分为二氧化硅，选项D不符合；
答案选A。
2．A
【详解】A．光缆成分为二氧化硅，常温下，二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠反应，故A错误；
B．体积分数为75%酒精可使蛋白质变性，能用于杀菌消毒，故B正确；
C．汽车安全气囊中含叠氮化钠，NaN3受撞击生成钠和氮气，反应的化学方程式：2NaN3=2Na+3N2↑，故C正确；
D．烟花是利用金属元素的焰色反应来达到五彩缤纷的效果，焰色反应是元素的物理性质，故D正确；
故选：A。
3．C
【详解】A．非金属元素的单质的氧化性越强，则非金属性越强，反应SiO2＋2CSi＋2CO↑之所以能发生，不是因为C的还原性比Si强，而是因为生成CO是气体，可以脱离反应体系，所以不能推知硅的非金属性强于碳的非金属性，选项A错误；
B．比较酸性强弱，应在溶液中进行，CaCO3和SiO2在高温下熔融反应，是因为在高温条件下CO2离开反应体系，使反应向生成CO2的方向进行，不能说明硅酸酸性强于碳酸，选项B错误；
C．由Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓可推知，碳酸酸性比硅酸强，又最高价氧化物对应水化物的酸性越强其非金属性也越强，所以碳的非金属性比硅强，选项C正确；
D．不能通过H2CO3与H2SiO3的热稳定性比较它们的酸性，选项D错误；
答案选C。
4．D
【详解】A．置换反应是指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，故①③为置换反应，A正确；
B．由题干信息可知，①②③均有元素的化合价发生改变，均为氧化还原反应，C正确；
C．化合反应是指由两种或两种以上的物质反应生成一种化合物的反应，故②为化合反应，C正确；
D．①③反应中硅元素的化合价降低，被还原，而反应②的化合价却升高，被氧化，D错误；
故答案为：D。
5．A
【详解】A．由蛇纹石结构可知，写成氧化物形式为，选项A正确；
B．可以是丙烯或环丙烷，选项B错误；
C．该反应△S<0，若△H>0则不能自发，选项C错误；
D．当时，为，该烃不存在，选项D错误。
答案选A。
6．A
【详解】①NaHCO3受热分解生成Na2CO3，碳酸钠和饱和石灰水反应生成碳酸钙和NaOH，可以实现；
②CaCO3高温分解生成二氧化碳和CaO，氧化钙高温下和二氧化硅反应生成CaSiO3，可以实现；
③NH3催化氧化生成水和NO，NO不溶于水，不能直接转化为HNO3，不能实现；
④氧化亚铁被氧气氧化生成氧化铁，铁和盐酸反应生成氯化亚铁，得不到氯化铁，不能实现；
⑤S燃烧生成SO2，得不到SO3，不能实现；
⑥氮气和氢气在一定条件下生成氨气，氨气、二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠，不能生成碳酸钠，不能实现；
答案选A。
7．C
【详解】A．溴化银见光易分解，可用于变色眼镜，A正确；
B．次氯酸具有强氧化性，氯气和水反应生成次氯酸，因此氯气可用于自来水消毒，B正确；
C．氢氟酸腐蚀玻璃是因为氢氟酸能和玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅和水，氢氟酸是弱酸，C错误；
D．0.9%的NaCl可以用于医用生理盐水，D正确；
答案选C。
8．D
【详解】A． 二氧化硅对光具有良好的光学性能，是生产光纤制品的基本原料，故A正确；
B． 水玻璃具有黏性，不易燃烧，可用于生产黏合剂和防火剂，故B正确；
C． 硅胶具有吸附性，可用作食品干燥剂，故C正确；
D． 钠能与水和二氧化碳剧烈反应，金属钠着火时不能使用泡沫灭火器灭火，故D错误；
故选D。
9．A
【详解】①铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝加热生成氧化铝，因此①符合题意；②不能直接到Si，因此②符合题意；③钠和氧气反应生成氧化钠，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠，二氧化碳和水，因此③符合题意；④不能直接到Fe，因此④不符合题意；所以①③符合题意；故A符合题意。
综上所述，答案为A。
10．B
【详解】A．SiC和SiO2中Si元素的化合价均为+4，A项正确；
B．SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，B项错误；
C．SiO2制备单质Si需加入还原剂，单质Si制备SiCl4需加入氧化剂，C项正确；
D．一维粒子上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力，D项正确；
故选B。
11．C
【详解】A．在钢铁表面形成一层致密的氧化物薄膜，可以提高钢铁的耐腐蚀性能，A项正确；
B．“曾青得铁则化为铜”利用了铁的还原性，将铜从硫酸铜溶液中置换出来，B项正确；
C．溶液可用于铜制印刷电路板的制作，利用的是铁离子的氧化性，发生反应，C项错误；
D．铁和氯化铁可发生氧化还原反应生成氯化亚铁，故用铁粉可除去氯化亚铁溶液中少许氯化铁杂质，D项正确。
故选C。
12．C
【详解】A．钢铁属于金属材料，A错误；
B．聚四氟乙烯板属于有机合成高分子材料，B错误；
C．高温结构陶瓷为非金属，且不是硅酸盐，属于新型无机非金属材料，C正确；
D．太阳能电池板的主要材料是硅单质，D错误；
综上所述答案为C。
13．D
【详解】A．高能燃料-箭动力，故A正确；
B．石英砂-制造光导纤维，故B正确；
C．半导体硅晶片-制造计算机芯片，故 C正确；
D．制造轮船材料为钢铁，不能选用高强度耐火陶瓷，故D错误；
故选D。
14．C
【详解】A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品,故A正确；
B．高岭土为含水的铝硅酸盐，故B正确；
C．根据化合物中正负化合价代数和为0的规则：n×(＋3)＋2×(＋4)＋5×(-2)＋4×(-1)=0，解得n=2，故C错误；
D．我国在新石器时代已能烧制陶器，故D正确；
故选C。
15．A
【详解】A．二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi + 2CO↑，A项错误；
B．步骤①中Si的化合价降低4，转移电子数为4mol，B项正确；
C． SiHCl3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，C项正确；
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，D项正确；
答案选A。
16． 除尘 c 防止溶于冷凝水
【分析】分析烟道气中NOx含量的采样及监测流程，分析装置盛装的试剂及作用；分析NOx含量测定原理，结合滴定理及实验数据计算NOx的含量，并进行误差分析。
【详解】(1) 烟道气中含有粉尘、空气、H2O、NOx，过滤器A中无碱玻璃棉，其作用是除去烟道气中的粉尘，故答案为：除尘；
(2) 烟道气中的NO与空气中O2在加热器中反应生成高价态氮氧化物，碱石灰是碱性干燥剂，能与反应；硫酸铜的吸水能力差，一般不用作干燥剂；五氧化二磷是酸性干燥剂，与不反应，可用作NOx的干燥剂，故答案为：c；
(3)D相当于尾气处理装置，吸收可用NaOH溶液，故可将气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，故答案为：；
(4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，溶于水中。故答案为：防止溶于冷凝水。
17． 排尽装置内的空气，避免空气中的、，水蒸气对实验产生干扰 作安全瓶，防止倒吸 澄清石灰水 溶液 无尾气吸收装置
【分析】在高温条件下，焦炭能与二氧化硅发生置换反应，生成粗硅和一氧化碳，但由于装置内的空气能与焦炭、硅、一氧化碳等发生反应，所以反应开始前，需排尽装置内的空气；为防倒吸，需设置防倒吸装置；检验产物CO2，需通入澄清石灰水中；检验CO，可通入PdCl2溶液中。
【详解】(1)焦炭与二氧化硅的反应要在高温条件下进行，而高温条件下焦炭会与空气中的氧气、、水蒸气发生反应，所以实验时要长时间通入以将装置中的空气排尽。答案为：排尽装置内的空气，避免空气中的、，水蒸气对实验产生干扰；
(2)根据题图可知，装置B可以作安全瓶，防止倒吸。答案为：作安全瓶，防止倒吸；
(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳，也可能生成二氧化碳，且溶液与CO反应有生成，所以装置C用来检验有没有二氧化碳，装置D用来检验有没有一氧化碳，装C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明气体产物中既有二氧化碳又有一氧化碳，又经检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知反应的化学方程式。答案为：澄清石灰水；溶液；；
(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，题给装置没有尾气吸收装置。答案为：无尾气吸收装置。
【点睛】通常情况下，广口瓶中进气管与出气管的管口都短，此装置常为防倒吸装置。
18． 蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、带铁圈的铁架台 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 除去石英砂表面的氯化钠 Fe2O3
【分析】由流程图可知，向海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）中加入水，NaCl溶于水，Fe2O3、SiO2不溶于水，然后过滤，将难溶物研磨，然后加入NaOH溶液，SiO2属于酸性氧化物，能溶解SiO2生成Na2SiO3，Fe2O3不溶于NaOH溶液，过滤得到的残渣为Fe2O3，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后得到硅酸钠晶体，滤液中含有部分硅酸钠和NaOH。
【详解】（1）蒸发时用到的主要仪器有盛放液体的蒸发皿、用于加热的酒精灯、盛放蒸发皿的带铁圈的铁架台和搅拌散热的玻璃棒、故答案为：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、带铁圈的铁架台；
（2）加入NaOH溶液的目的是溶解二氧化硅，NaOH能和SiO2反应生成Na2SiO3和水，离子反应方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）石英砂表面附有可溶的氯化钠，洗涤石英砂的目的是石英砂表面的氯化钠；SiO2属于酸性氧化物，能溶解SiO2生成Na2SiO3，Fe2O3不溶于NaOH溶液，过滤得到的残渣为Fe2O3，故答案为：石英砂表面的氯化钠；Fe2O3。
19． 还原剂 1.204×1023或0.2NA 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 有固体物质生成 SiHCl3＋H2Si＋3HCl bd
【分析】(1)根据工艺流程写出化学方程式，从化合价的变化判断焦炭的作用，根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数；
(2) ①A生成的氢气经过干燥，进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅，B是干燥装置，②氢气和SiHCl3发生置换反应，写出化学方程式；
③选择检验亚铁离子的试剂；
【详解】(1)根据流程可知，化学方程式为SiO2+2CSi+2CO，碳的化合价升高，做还原剂， 1mol SiO2参加反应转移的电子数为4mol，反应中消耗了3.0 g SiO2 ，n==0.05 mol，转移电子为0.2 mol，即1.204×1023或0.2NA；
(2)SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成 。此反应为 SiHCl3＋H2Si＋3HCl；
③亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可却确定有亚铁离子，答案为bd。