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．材料科学、能源科学、信息科学是二十一世纪的三大支柱产业。在信息通信方面，能同时传输大量信息，且具有较强抗干扰能力的材料是
A．光导纤维 B．塑料 C．橡胶 D．纤维
2．下列说法不正确的是（ ）
A．金属钠可以与钛、锆、铌、钽等氯化物反应置换出对应金属
B．用消石灰对燃煤烟气进行脱硫既可以消除二氧化硫，还可以得到石膏
C．碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多，也是发酵粉的主要成分
D．高纯硅可用于制作光导纤维、集成电路、晶体管等
3．下列说法正确的是
①硅是一种良好的半导体材料，是光导纤维的基本材料
②NH3极易溶于水，因此可用作制冷剂
③豆科植物根瘤菌可以实现氮的固定
④铁路建设所需的大量水泥属于新型无机非金属材料
⑤在含硫的燃料中加入适量生石灰,以减少二氧化硫的排放量
⑥ClO2具有还原性，因此可用于自来水的杀菌消毒
⑦Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
⑧婺州窑胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，用氧化物形式表示为：Al2O3 2SiO2 2H2O
A．②③⑤⑦ B．③⑤⑦⑧ C．①③⑦⑧ D．③④⑤⑧
4．化学和生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A．“碳中和”是指一定时期内，二氧化碳排放量与吸收量相平衡的状态，植树造林捕获和储存大气中的CO2的过程中涉及了氧化还原反应
B．冬奥会火炬名称为“飞扬”，其外壳含碳纤维，碳纤维为新型无机非金属材料
C．石墨晶体中存在范德华力，常用作润滑剂
D．75%的医用酒精和84消毒液均可将新冠病毒氧化而达到消毒的目的
5．《青花瓷》中所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2O6）。下列说法不正确的是
A．硅酸铜钡可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2
B．强酸、强碱均可将硅酸铜钡（BaCuSi2O6）完全溶解
C．将CO2通入硅酸钠溶液中，可形成硅酸溶胶
D．泡花碱可以用作防火材料
6．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．能使酚酞变红的溶液中：Mg2+、Ba2+、NO、HCO
7．下列说法不正确的是
A．钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂
B．光导纤维的主要成分是单质硅，太阳能电池使用的材料是SiO2
C．陶瓷、分子筛主要成分是硅酸盐
D．生物炼铜法是某些细菌利用空气把难溶的硫化铜矿转化为可溶性的铜盐
8．下列实验方案不可行的是
A．用氢氟酸雕刻玻璃
B．将、通过灼热的铜粉，以除去其中的
C．加稀硝酸后过滤，除去混在铜粉中的少量铝粉
D．用热分解的方法除去中混有的NH4HCO3
9．下列说法中正确的是
A．陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等
B．普通硅酸盐水泥的主要原料是石英，水泥大量用于建筑和水利工程
C．光导纤维的主要成分是金刚石，具有良好的传输信号能力
D．石墨烯具有电阻率低、强度高等特点，是一种新型的化合物
10．光导纤维被称为信息高速公路的骨架，其主要成分是（ ）
A．Si B．SiO2 C．H2SiO3 D．Na2SiO3
11．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．Na(s)Na2O2(s)Na2CO3(s)
B．Fe3O4(s)Fe(s)FeCl2(s)
C．SiO2(s)SiCl4(g)Si(s)
D．S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
12．下列“类比”错误的是
A．在足量中燃烧生成，则在足量中反应生成
B．丝在氯气中燃烧生成，则丝在氯气中燃烧生成
C．在中燃烧生成和，则在中燃烧生成和
D．溶液通入过量生成，若通入过量生成
13．下列有关硅及其化合物的叙述错误的是
A．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
B．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液
C．HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
D．Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，可用作防火材料
14．下列物质性质与用途的对应关系合理的是
选项 性质 用途
A 聚氯乙烯塑料具有塑性和弹性 用于制食品保鲜袋
B SO2具有漂白性 漂白粉条
C 硅有导电性 制光导纤维
D 液氨汽化时要吸收大量的热 用作制冷剂
A．A B．B C．C D．D
15．化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法不正确的是
A．华为5G芯片的主要成分是二氧化硅
B．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和”
C．屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，该过程包括萃取操作
D．德尔塔新冠病毒有可能在空气中以气溶胶的形式传播，气溶胶属于胶体
二、填空题
16．FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为____。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是__。
17．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地亮质量的90%以上。
(1)下列物质不属于硅酸盐材料的是___________。
A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰
(2)是玻璃的主要成分之一，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________，工艺师常用___________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(3)用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作___________。可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(4)工业上常利用反应制备硅单质，该反应中氧化剂是___________。
(5)根据如图所示装置回答以下问题。
若要用此装置证明酸性：，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：①稀 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④溶液 ⑤。试剂A与C分别为___________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为___________。有同学认为此实验不能说明酸性强弱，你认为原因是___________。
18．实验室在模拟工业制备和提纯硅时，利用氯气、石英砂和碳粉等原料按以下装置制备了SiCl4。已知SiCl4熔点-70℃，沸点57.6℃，遇水极易水解。
请回答：
(1)通入氯气，硬质玻璃管中发生的反应方程式为___。
(2)液体X可选择的试剂是__，作用是__。
(3)若缺少干燥管和固体Y，则会造成___。
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图所示(部分产物已略去)：
(1)写出B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，写出A和B水溶液反应的离子方程式________。
(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，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图所示，则A与B溶液反应后溶液中溶质的化学式_____。
(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是一种氮肥, A和B反应可生成气体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反应的化学方程式为_________。
(6)若A是一种溶液，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的物质的量浓度之比为______________。
【参考答案】
一、单选题
1．A
解析：通信方面能传输大量信息的材料是光导纤维。塑料、橡胶和纤维属于合成材料，主要用于人们的生活中。答案选A。
2．D
解析：A. 金属钠非常活泼，具有较强的还原性，在一定条件下可以与钛、锆、铌、钽等氯化物反应置换出对应金属，故A正确；
B.消石灰的成分是氢氧化钙，在脱硫过程中形成硫酸钙，是石膏的成分，故B正确；
C. 碳酸氢钠可以与胃酸（HCl）反应，可用于治疗胃酸过多，碳酸氢钠受热分解放出气体，也是发酵粉的主要成分，故C正确；
D. 高纯硅是良好的半导体材料，可以可用于制作集成电路、晶体管等，而光导纤维的成分是二氧化硅，故D错误；
故选D。
3．B
解析：①硅是一种良好的半导体材料，可用作制造芯片，光导纤维的基本材料是SiO2，①错误；
②液氨汽化时吸收热量，因此可用作制冷剂，与NH3极易溶于水无关，②错误；
③自然界中，豆科植物根瘤菌把大气中的氮转化为氨，可以实现氮的固定，③正确；
④铁路建设所需的大量水泥属于传统无机非金属材料，④错误；
⑤在含硫的燃料中加入适量生石灰，发生反应2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，以减少二氧化硫的排放量，⑤正确；
⑥ClO2具有强氧化性，因此可用于自来水的杀菌消毒，⑥错误；
⑦Na2O2吸收CO2产生O2，氧气供给呼吸，因此Na2O2可用作呼吸面具的供氧剂，⑦正确；
⑧[Al2Si2O5(OH)4]用氧化物形式表示为Al2O3 2SiO2 2H2O，⑧正确；
综上所述，③⑤⑦⑧正确，答案选B。
4．D
解析：A．绿色植物吸收CO2的同时放出O2，属氧化还原反应，故A正确；
B．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，主要成分是碳单质，是一种新型无机非金属材料，故B正确；
C．石墨是一种混合型晶体，层与层之间存在范德华力，常用作润滑剂，故C正确；
D．84消毒液可以将病毒氧化而达到消毒的目的，乙醇通过渗入细菌体内使组成细菌的蛋白质变性而达到消毒目的，原理不同，故D错误；
故选D。
5．B
解析：A．硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2，A正确；
B．BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，B错误；
C．C的非金属性强于Si，碳酸的酸性也比硅酸的酸性强，故CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到硅酸硅胶，C正确；
D．泡花碱是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触，可用作制备木材防火剂的原料，D正确；答案选B。
6．A
解析：A．pH=10的溶液为碱性溶液，碱性溶液中Na+、K+、NO、SO离子之间不发生任何反应，一定能大量共存，故A正确；
B．0.1mol·L-1盐酸溶液中，硅酸根离子与氢离子会反应生成硅酸沉淀，不能大量共存，故B错误；
C．0.1mol·L-1KI溶液中，铁离子会与碘离子会发生氧化还原反应，不能大量共存，故C错误；
D．能使酚酞变红的溶液为碱性溶液，碱性溶液中氢氧根离子会与镁离子、碳酸氢根反应，不能大量共存，故D错误；
故选A。
7．B
解析：A．合金的熔沸点一般比成分金属的低，故钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂，A正确；
B．光导纤维的主要成分是SiO2，太阳能电池使用的材料是单质硅，B错误；
C．陶瓷、分子筛主要成分是硅酸盐，C正确；
D．利用生物炼铜法把不溶性的硫化铜氧化，硫从负二价被氧化成正六价，最后转化成可溶的硫酸铜，成本低，污染小，反应条件十分简单，D正确；
故答案为：B。
8．C
解析：A．氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，常用于雕刻玻璃，故A正确；
B．氧气能与铜共热反应生成氧化铜，氮气共热与铜不反应，所以将氧气、氮气通过灼热的铜粉可以除去其中的氧气，故B正确；
C．铜和铝均能与稀硝酸反应，所以加稀硝酸后过滤不能除去混在铜粉中的少量铝粉，故C不正确；
D．氯化钠受热不分解，碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水，所以用热分解的方法除去氯化钠中混有的碳酸氢铵，故D正确；
故选C。
9．A
解析：A．陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等，A正确；
B．普通硅酸盐水泥的主要原料是石灰石、黏土，B错误；
C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误；
D．石墨烯具有电阻率低、强度高等特点，是单质，D错误；
故答案为：A。
10．B
解析：二氧化硅具有良好的光学性质，光导纤维的成分是二氧化硅，光导纤维被称为信息高速公路的骨架；故答案选B。
11．A
解析：A．Na在氧气中燃烧生成Na2O2，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3，能实现转化，故A正确；
B．Fe与Cl2燃烧，反应生成FeCl3不能生成FeCl2，故B错误；
C．在高温下，SiO2与与盐酸溶液不反应，故C错误；
D．S在氧气中燃烧生成二氧化硫，不能得到三氧化硫，故D错误；
答案选A。
12．C
解析：A．同主族元素，结构相似，性质相似，碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳，则硅单质在足量氧气中反应生成二氧化硅，故A不符合题意；
B．铁元素和铜元素都是变价金属元素，铜丝在氯气中燃烧生成高价态的氯化铜，则铁丝在氯气中燃烧也生成高价态的氯化铁，故B不符合题意；
C．钠的金属性强于镁，镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，则钠也能在二氧化碳中燃烧生成氧化钠和碳，氧化钠能与二氧化碳反应生成性质稳定的碳酸钠，所以钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，故C符合题意；
D．二氧化碳和二氧化硫都是酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反应，过量的二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，则过量的二氧化硫也能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，故D不符合题意；
故选C。
13．B
解析：A．硅单质的导电能力比金属单质弱，但比绝缘体强，所以硅单质是良好的半导体材料， A正确；
B．NaOH能与SiO2反应，生成黏性物质硅酸钠，将瓶塞与瓶口黏在一起，所以不可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液，B不正确；
C．HF能与SiO2反应，生成四氟化硅气体和水，从而腐蚀玻璃，所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，C正确；
D．Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，木材和织物用水玻璃浸泡后既可防腐又不易着火，所以可用作防火材料，D正确；故选B。
14．D
解析：A．聚氯乙烯塑料有毒，不能用于制食品保鲜袋，A错误；
B．SO2具有漂白性，但其有毒，因此不能用于漂白粉条等食物，B错误；
C．硅是良好的半导体材料，具有导电性，因此可用于制作晶体管、太阳能电池的材料；制造光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅，C错误；
D．液氨汽化时要吸收大量的热，使周围环境温度降低，因而可用作制冷剂，D正确；
故合理选项是D。
15．A
解析：A．芯片的主要成分是硅，A错误；
B．农村推广风力发电、光伏发电，减少CO2的产生和排放，有利于“碳达峰、碳中和”，B正确；
C．屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，利用了乙醚溶解青蒿素的能力大于水的原理，该过程包括萃取操作，C正确；
D．气溶胶、液溶胶和固溶胶都属于胶体；德尔塔新冠病毒有可能在空气中以气溶胶的形式传播，气溶胶属于胶体，D正确；
故选A。
二、填空题
16． 2:7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
解析：首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1molFeO·Cr2O3失去7mol电子，1molNaNO3得到2mol电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应为2:7；该步骤中主要反应的反应物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融时反应，故不能使用陶瓷容器。
17．(1)D
(2) 氢氟酸
(3)防火剂 D
(4)
(5)①④ 有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸
解析：（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，生石灰是氧化钙，不属于硅酸盐，答案选D。
（2）二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：。
（3）硅酸钠是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠浸泡棉花就阻隔了棉花与空气中氧气的直接接触，可用作防火剂的原料；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与纯碱反应，氧化铝与纯碱能够发生反应（生成偏铝酸钠和二氧化碳），铁和碳酸钠在高温下不会反应，所以高温熔融纯碱时可选用的是铁坩埚。
（4）氧化剂具有氧化性，化合价降低，反应中硅元素化合价降低，因此氧化剂是二氧化硅。
（5）证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，试剂A、B、C分别为稀硝酸、碳酸钠和硅酸钠溶液；试管中发生反应的离子方程式为：；有同学认为此实验不能说明酸性强弱，原因是硝酸具有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸。
18． SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO 冰水等 使SiCl4冷凝液 水蒸气进入装置Z造成SiCl4水解产生白色烟雾
【分析】干燥的氯气通入玻璃管中，发生的化学反应为SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO，z用来收集SiCl4，为了防止堵塞导气管用的粗导气管，干燥管中固体Y应该是干燥剂，防止洗气瓶中水蒸气进入收集装置，最后为尾气处理装置，氢氧化钠吸收多余的氯气，一氧化碳用点燃法处理。
解析：(1)CO在高温下热稳定性比CO2强，通入氯气，硬质玻璃管中发生反应生成四氯化硅和一氧化碳，反应方程式为SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO。故答案为：SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO；
(2)液体X可选择的试剂是冰水等，作用是使SiCl4冷凝液。故答案为：冰水等；使SiCl4冷凝液；
(3)SiCl4遇水极易水解，实验所用氯气等原料必须预先干燥处理，若缺少干燥管和固体Y，则会造成水蒸气进入装置Z造成SiCl4水解产生白色烟雾。故答案为：水蒸气进入装置Z造成SiCl4水解产生白色烟雾。
19． SiO2+2OH-====SiO32-+H2O NaHCO3、Na2CO3 先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失 3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl c(H＋)∶c(Al3＋)∶c(NH4+)∶c(SO42-)＝1∶1∶2∶3
【分析】由题给信息可知，C可在D中燃烧发出苍白色火焰，则该反应为氢气与氯气反应生成HCl，故C为H2、D为Cl2、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由题给转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，则M为NaCl、B为NaOH。
解析：（1）B为NaOH，氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子组成的离子化合物，电子式为，故答案为；
（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Na2SiO3，二氧化硅与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-=SiO32-+H2O，故答案为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）若A是CO2气体，CO2与NaOH溶液能够反应生成碳酸钠或碳酸氢钠或两者的混合物，也有可能氢氧化钠过量，反应后所得的溶液再与盐酸反应，溶液中溶质只有碳酸钠，则碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸体积与碳酸氢钠反应生成二氧化碳消耗盐酸体积相等，由图可知消耗盐酸体积之比为1：2，则CO2与NaOH溶液反应后溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3，故答案为Na2CO3和NaHCO3；
（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先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，故答案为先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失；
（5）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，E与F相遇均冒白烟，则E为NH3、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄漏，则E与D的反应为氨气与氯气反应生成氯化铵和氮气，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，故答案为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溶液的体积与Al3++3OH-=Al(OH)3↓铝离子消耗NaOH溶液的体积之比为1：3，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，故答案为c（H+）：c（Al3+）：c（NH4+）：c（SO42-）=1：1：2：3。