5.3无机非金属材料同步练习题高一下学期化学人教版（2019）必修第二册（含解析）

5.3无机非金属材料同步练习题
一、单选题
1．我国改革开放以来取得了很多世界瞩目的科技成果。下列有关说法正确的是
选项 A B C D
科技成果 “蛟龙号”潜水器探取到的多金属结核 样品中的主要成分 有锰、铜等 港珠澳大桥斜拉桥锚具材料采用的低 合金钢 国产大飞机C919用到的氮化硅陶瓷 中国天眼传输信息用的光纤材料
相关说法 这些金属元素均属于主族元素 具有强度大、密度小、耐腐蚀性高等 性能 属于新型有机材料 主要成分是单晶硅
A．A B．B C．C D．D
2．用下列装置完成相关实验，合理的是
A．图①：验证H2CO3酸性强于H2SiO3 B．图④：分离CH3CH2OH与CH3COOC2H5
C．图③：分离Na2CO3溶液与CH3COOC2H5 D．图②：收集CO2或NH3
3．化学与生活、生产密切相关，下列有关说法错误的是（ ）
A．高纯单质硅用于制光电池 B．酸雨是指pH＜5.6的雨水
C．二氧化硫可大量用于食品增白 D．常温下，铁制容器可用于存贮浓硫酸
4．下列化学物质在实际生产生活和科技等方面的应用不正确的是
A．测定NaOH熔点时，可以将NaOH放入石英坩埚中高温加热
B．石英砂可以用于制取高纯度的硅，硅是将太阳能转化为电能的常用材料
C．因为氨易液化，液氨在气化时会吸收大量的热量，所以液氨可作制冷剂
D．硫酸和硝酸都是重要的工业原料，工业上可用于制化肥、农药和炸药
5．下列实验不能达到实验目的的是
A．图1制取并观察Fe(OH)2
B．图2验证酸性强弱：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3
C．图3分离溶于CCl4中的溴
D．图4验证碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性：碳酸钠＞碳酸氢钠
6．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是
A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维
B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰
C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料
D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2
7．下列叙述正确的有
①、、都是形成酸雨的因素，都能和水反应生成酸
②、均不能用浓硫酸干燥
③水晶的主要成分是
④与都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
⑤实验室可用溶液处理和废气
⑥只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而只能用排空气法收集，不能用排水集气法
⑦铵盐受热分解一定都会产生氨气
⑧可用淀粉试纸鉴别红棕色的蒸气和气体
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
8．化学与社会、生活密切相关，对下列现象或事实的解释正确的是
选项 现 象 或 事 实 解 释
A 节日燃放的五彩缤纷的烟花 碱金属以及锶、钡等金属化合物的焰色反应
B FeCl3溶液可用于铜质印刷电路板刻制 Cu从FeCl3溶液中置换出铁
C 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 氧化铝的熔点低于铝的熔点
D 氢氟酸可用于蚀刻玻璃 SiO2是碱性氧化物
A．A B．B C．C D．D
9．下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A．新型的无机非金属材料多为硅酸盐材料
B．硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点
C．普通玻璃是以纯碱、石灰石、黏土为原料，经过复杂的反应变化制得的
D．SiO2溶于烧碱溶液中可制得水玻璃，水玻璃属于电解质
10．下列物质间的转化能实现的是
A．
B．
C．饱和NaCl溶液
D．(胶体)
11．化学与环境、材料信息、能源关系密切。下列说法正确的是
A．“地沟油”的主要成分属于烃
B．光导纤维的主要材料属于酸性氧化物
C．航母拦阻索的主要材料特种钢属于非金属材料
D．化石燃料直接燃烧产生的大量CO2会导致酸雨的发生
12．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③硅的性质较稳定，在自然界中存在游离态
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
13．“类比推理”是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A．硅是常用的半导体元素，锗也是常用的半导体元素
B．Fe和Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3
C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，推测F2与水反应生成HF和HFO
D．CO2通入Na2O2溶液生成Na2CO3，则SO2通入Na2O2溶液生成Na2SO3
14．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
A．化学家采用玛瑙研钵研磨固体物质，玛瑙的主要成分是硅酸盐
B．三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
C．太阳能电池可采用硅材料制作，该应用有利于环保、节能
D．葡萄酒中添加微量的，既可以杀菌消毒，又可以防止营养成分被氧化
15．下列说法正确的是
A．火力发电中，燃烧是使化学能转换为电能的关键
B．单晶硅太阳能电池实现了化学能和电能的转化
C．盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．施肥时，草木灰和铵态氮肥的混合使用会影响钾肥的吸收
二、填空题
16．白玉的化学式可用CaxMgySipO22(OH)2表示(也可用Ca、Mg、Si、H的氧化物表示)，Si为+4价。
（1）取8.10g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为_______g/mol。
（2）另取4.05g白玉粉末加入1mol/L的盐酸100mL充分溶解，过滤，得到不溶的非金属氧化物2.40g。将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL(标准状况)，则：
①p=______；
②白玉的化学式为：________________。
17．请回答下列问题。
(1)①写出的俗名：________；②写出熟石膏的化学式：_________。
(2)写出铜和稀硝酸反应的离子方程式__________。
(3)检验溶液中的实验方法___________。
三、实验题
18．以粗硅(含铁、铝等杂质)为原料，工业上有以下两种制备高纯硅的工艺。已知：SiCl4沸点57.7℃，遇水强烈水解；SiHCl3沸点31.5℃，且能与H2O强烈反应，并在空气中易自燃。
(1)写出制备粗硅的化学反应方程式为___________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3中含有少量SiCl4和HCl，操作①采用的方法为___________。
(3)实验室用如下装置制备SiCl4(反应温度在400℃～500℃)。
①装置F的作用是___________。实验开始应先点燃_____ (填“A”或“D”)装置的酒精灯一段时间后再点燃另一酒精灯。
②写出A装置中的化学反应方程式___________。
(4)SiHCl3与过量H2制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置已略去)。
装置B中的试剂是___________(填名称)，装置C中的烧瓶加热的目的是___________。实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D装置的理由是___________，装置D中发生反应的化学方程式为___________。
四、元素或物质推断题
19．已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。
(1)A的用途为_______，B的化学式：______，B的用途为：______，D的化学式_______
(2)写出化学方程式：①___________；④___________。
(3)写出离子方程式：②___________；③___________。
【参考答案】
一、单选题
1．B
解析：A.锰和铜均属于过渡金属，过渡金属不属于主族元素，A项错误；
B.合金与纯金属相比一般具有更好的机械强度、耐腐蚀性，B项正确；
C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，而不是有机材料，C项错误；
D.光纤材料的主要成分是二氧化硅而不是单晶硅，D项错误；
答案选B。
2．D
解析：A．浓盐酸具有挥发性，挥发出的HCl会与Na2SiO3溶液反应产生H2SiO3沉淀，所以无法确定CO2是否与Na2SiO3反应，即无法验证H2CO3酸性强于H2SiO3，A项错误；
B．CH3CH2OH与CH3COOC2H5，均为有机物，CH3COOC2H5可溶于CH3CH2OH，无法用分液的方法分离，需采用蒸馏法分离，B项错误；
C．Na2CO3溶液与CH3COOC2H5不互溶，可用分液的方法分离，不需采用蒸馏的方法，C项错误；
D．CO2和NH3均能稳定存在于空气中，所以能用排空气法收集，当收集CO2时，气体应从左边通入，当收集NH3时，气体应从右边通入，B项正确；
答案选D。
3．C
解析：A. 单质硅制作光伏电池，故A正确；
B. 正常雨水的pH约为5.6，酸雨是指溶液pH小于5.6的雨水，故B正确；
C. 二氧化硫有一定毒性，不能用于食物漂白，故C错误；
D. 常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，表面生成一层致密氧化物薄膜阻止反应进行，可以用铁制品容器盛装，故D正确。
答案选C。
4．A
解析：A. 石英坩埚的主要成分为SiO2，NaOH能与SiO2反应，故A项错误；
B. 石英砂可以用于制取高纯度的硅，硅是非常好的半导体材料，故可用作太阳能转化为电能的材料，B正确；
C. 因为氨易液化，液氨在气化时会吸收大量的热量，使环境温度降低，达到制冷目的，所以液氨可作制冷剂，C正确；
D. 硫酸和硝酸都是重要的工业原料，工业上可用于制化肥、农药和炸药，D正确。
综上所述，本题答案为A。
5．C
解析：A．Fe与稀硫酸反应生成氢气，将装置中空气排出，关闭止水夹，利用氢气将硫酸亚铁压入含NaOH的试管中反应生成氢氧化亚铁，则图中装置可制备并观察氢氧化亚铁，能达到实验目的，故A不选；
B．锥形瓶内生成气体，烧杯内生成沉淀，能够说明酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，能达到实验目的，故B不选；
C．溴易溶于四氯化碳，溴和四氯化碳均为液体，蒸发不能分离，应该通过蒸馏分离，不能达到实验目的，故C选；
D．NaHCO3受热易分解，为体现对比性，小试管中应为碳酸氢钠，图示装置可以验证碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性：碳酸钠＞碳酸氢钠，故D不选；
故选C。
6．D
解析：A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，A不正确；
B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，该反应太慢，B不正确；
C．陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C不正确；
D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9中Fe元素化合价为+2，因此Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2，D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
7．C
解析：一氧化氮不溶于水，与水不反应，故错误；
氨气为碱性气体，硫化氢具有强的还原性，二者都不能用浓硫酸干燥，故正确；
水晶的主要成分是二氧化硅，故正确；
二氧化硅常温下能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故错误；
氯气、二氧化硫都能够与氢氧化钠反应，被氢氧化钠溶液吸收，故正确；
一氧化氮能够被空气中氧气氧化，二氧化氮与水反应，所以只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而只能用排空气法收集，不能用排水集气法，故正确；
铵盐受热分解不一定都会产生氨气，比如硝酸铵的分解，故错误；
不可用淀粉试纸鉴别红棕色的蒸气和气体，二者都有氧化性，试纸都会变蓝，故错误；
故选C。
8．A
解析：A．利用碱金属以及锶、钡等金属化合物灼烧是呈现特殊焰色的性质，可将它们用于制作节日燃放的五彩缤纷的烟花，A符合题意；
B．FeCl3溶液可用于铜质印刷电路板刻制发生的反应为2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，并不是Cu从FeCl3溶液中置换出铁，B不合题意；
C．铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落好像有一层膜兜着，是由于氧化铝的熔点高于铝的熔点，C不合题意；
D．氢氟酸可用于蚀刻玻璃反应方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，这是HF的特性，而不是因为SiO2是碱性氧化物，事实上SiO2是酸性氧化物，D不合题意；
故答案为：A。
9．B
解析：A．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，A错误；
B．硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷等大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点 ，B正确；
C．普通玻璃以纯碱、石灰石、二氧化硅为原料，C错误；
D．溶于烧碱溶液中可制得水玻璃，水玻璃是的水溶液，该物质属于混合物，D错误；
故选B。
10．C
解析：A．第一步Al2O3与NaOH溶液反应生成不了Al(OH)3，而是得到NaAlO2，A不合题意；
B．盐酸不能与SiO2反应，B不合题意；
C．转化可以完成，涉及的反应分别为：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，C符合题意；
D．铁在点燃条件下与氧气生成的是；与NaOH生成沉淀，D不合题意；
故答案为：C。
11．B
解析：A．地沟油的主要成分是油脂，故A错误；
B．光导纤维的主要材料是SiO2，SiO2属于酸性氧化物，故B正确；
C．特种钢属于金属材料，故C错误；
D．CO2会导致温室效应，氮氧化物和硫氧化物才会导致酸雨，故D错误；
故答案选B。
12．C
解析：①硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，故①正确；②水晶主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；③硅在自然界中以化合态存在，自然界无有游离态的硅，故③错误；④陶瓷的主要成分是硅酸盐且陶瓷应用极早，故④正确。①④正确；
答案选C。
13．A
解析：A．硅在金属和非金属之间，是常用的半导体元素，锗也排在金属和非金属之间，也是常用的半导体元素，A正确；
B．和反应生成，但是氧化性较弱，与反应生成，B错误；
C．与水反应生成和，但是氧化性较强，与水反应生成HF和，C错误；
D．通入溶液生成，有强还原性，有强氧化性，二者反应生成，D错误；
故选A。
14．A
解析：A．玛瑙的主要成分是二氧化硅，故A错误；
B．水泥是硅酸盐材料，故B正确；
C．太阳能电池可采用硅材料制作，太阳能是清洁能源，该应用有利于环保、节能，故C正确；
D．葡萄酒中添加微量的，既可以杀菌消毒，常作抗氧剂，可以防止营养成分被氧化，故D正确。
综上所述，答案为A。
15．A
解析：A. 火力发电中，燃烧是使化学能转换为电能的关键，A项正确；
B. 单晶硅太阳能电池实现了太阳能和电能的转化
C. 熟石灰的主要成分为氢氧化钙，具有碱性，碳酸钠水解使溶液呈碱性，所以盐碱地中加入熟石灰不能改良土壤，可以通过加如适量的石膏粉末来降低土壤的碱性，C项错误；
D. 草木灰的主要成分是碳酸钾，氨态氮肥的主要成分是铵盐，氨根离子可以和碳酸根离子之间发生双水解生成氨气而丧失肥效，D项错误；
答案选A。
二、填空题
16．8 Ca2Mg5Si8O22(OH)2(或2CaO·5MgO·8SiO2·H2O )
解析：白玉类似的物质均是由多种金属氧化物结合得到的，故化学式可以拆分成几种金属氧化物结合的形式，白玉酸溶时，只有二氧化硅不溶解，再根据整个溶解过程中氯元素守恒求得白玉的化学式。
（1）白玉粉末灼烧过程中减少的是水的质量：根据比例关系可以求得白玉的摩尔质量为，解得M=810g/mol；
（2）①白玉粉末加酸溶解，只有二氧化硅不溶： ，则，p=8；
②4.05g白玉的物质的量为： ，又在标况下，得到气体336mL，则，根据关系式 ，则，由氯原子守恒有：2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L×lmol/L ，白玉的相对原子质量为810，列方程：40x+24y+28×8+16×22+17×2=810；联立方程，解得：x=2；y=5；即该物质的化学式为Ca2Mg5Si8O22(OH)2(或2CaO·5MgO·8SiO2·H2O )。
17．(1) 金刚砂
(2)
(3)取样加入溶液并加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明存在
解析：（1）①的俗名是金刚砂；②熟石膏的化学式是；
（2）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，反应的离子方程式为；
（3）铵根能与碱溶液在加热下反应生成氨气，再用湿润的红色石蕊试纸检验，则检验溶液中的实验方法为：取样加入溶液并加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明存在。
三、实验题
18． 分馏(或蒸馏) 吸收尾气Cl2，并防止空气中的水蒸气进入广口瓶 A 浓硫酸 使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体 让H2排尽装置中的空气，防止SiHCl3水解和自燃
【分析】石英砂和焦炭先反应制备粗硅，粗硅和氯气反应生成四氯化硅，再经氢气还原得到高纯硅；粗硅和氯化氢反应生成三氯甲硅烷和四氯化硅，三氯甲硅烷再经氢气还原得到高纯硅，据此分析答题。
解析：(1)工业用二氧化硅和碳制备粗硅，制备粗硅的化学反应方程式为，，答案为：；
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3中含有少量SiCl4和HCl，SiHCl3和SiCl4的沸点不同，所以采取蒸馏或者分馏的方法将二者分离，答案为：蒸馏或分馏；
(3) ①SiCl4能与H2O强烈反应，球形干燥管内碱石灰可以吸收尾气Cl2，并防止空气中的水蒸气进入广口瓶装；加热条件下硅能与氧气反应，实验时应先点燃装置A的酒精灯让氯气将装置内空气排尽，所以实验开始应先点燃A装置的酒精灯一段时间后再点燃另一酒精灯，答案为：吸收尾气Cl2，并防止空气中的水蒸气进入广口瓶；A；
②A装置中发生实验室制氯气的反应，化学反应方程式为：，答案为：；
(4)锌和稀硫酸制备的氢气中含有水蒸气，装置B中的试剂是浓硫酸；装置C中的液态SiHCl3变为气体和氢气发生反应制备纯硅，所以烧瓶加热的目的是使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体；根据题中信息可知SiHCl3能与H2O强烈反应，并在空气中易自燃，实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D装置可以让H2排尽装置中的空气，防止SiHCl3水解和自燃；装置D中氢气和SiHCl3发生反应制备高纯硅，化学方程式为：，答案为：浓硫酸；使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体；让H2排尽装置中的空气，防止SiHCl3水解和自燃；。
四、元素或物质推断题
19．(1) 光导纤维 Na2SiO3 粘合剂或木材的防火剂 H2SiO3
(2) Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ H2SiO3H2O+SiO2
(3) CO2+H2O+═+H2SiO3↓ SiO2+2OH-═+H2O
解析：已知A是一种装饰品的主要成分，高温下和纯碱反应，判断为SiO2，则B、C为Na2SiO3、CO2，二氧化碳在水溶液中和硅酸钠反应生成D为硅酸，硅酸受热分解生成二氧化硅，B和盐酸反应生成硅酸，说明B为Na2SiO3、C为CO2，据此分析解题。
(1)由分析可知，A为二氧化硅可以做传到信号的光导纤维，上述分析可知：B为Na2SiO3，Na2SiO3作粘合剂和木材的防火剂，D为H2SiO3，故答案为：光导纤维；Na2SiO3；粘合剂或木材的防火剂；H2SiO3；
(2)①是碳酸钠和二氧化硅高温反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，故答案为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑；
④反应为硅酸受热分解生成二氧化硅和水，反应的化学方程式为：H2SiO3H2O+SiO2 ，故答案为：H2SiO3H2O+SiO2 ；
(3)②发生的反应是二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀的反应，离子方程式为：CO2+H2O+═+H2SiO3↓，故答案为：CO2+H2O+═+H2SiO3↓；
③反应为二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-═+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═+H2O。