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．下列说法中不正确的是
A．光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便
B．新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高
C．高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如耐高温不怕氧化、密度小等优点
D．光导纤维除用于通信外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面
2．将气体a通入溶液b中，溶液无明显变化的是( )
气体a 溶液b
A CO2 Na2SiO3
B SO2 CaCl2
C SO2 Ba(NO3)2
D NO2 FeSO4
A．A B．B C．C D．D
3．下列说法中，不正确的是
A．石墨烯、碳纳米管都属于新型无机非金属材料
B．工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有石灰石
C．铝与浓硫酸和浓硝酸常温不反应，可用铝制容器来运输这两种酸
D．在葡萄酒中添加适量的二氧化硫，可以使葡萄酒保持良好的品质
4．下列反应的离子方程式书写正确的是
A．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
B．FeCl3溶液中加入铁粉：2Fe3++Fe═3Fe2+
C．NO2通入水中制硝酸：2NO2+H2O=2H+++NO
D．碳酸钙溶于醋酸：CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
5．下列有关试剂的保存方法不正确的是
A．少量的钠保存在煤油中 B．液氯贮存钢瓶中
C．氢氧化钠溶液长期保存在滴瓶中 D．新制的氯水保存在棕色玻璃试剂瓶中
6．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①中进行的反应①为；容器②中进行的反应②为。下列说法正确的是
A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B．最好用分液的方法分离Si和SiHCl3
C．反应①和②中HCl均作氧化剂
D．反应①和②互为可逆反应
7．在生产和生活中应用的化学知识正确的是（ ）
A．玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B．晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C．赏心悦目的雕花玻璃通常是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的
D．工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅
8．有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是
A．物质的量之比为1∶1 B．质量之比为4∶1
C．物质的量之比为1∶2 D．质量之比为2∶1
9．下列说法， 正确的是
A．硅在自然界中以游离态形式存在
B．二氧化硅常温下不能与NaOH溶液反应
C．石英主要成分是二氧化硅
D．二氧化硅不与任何酸发生反应
10．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、陶瓷都是硅酸盐产品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④普通玻璃是氧化物，成分可表示为SiO2
⑤粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A．①② B．①②③ C．①②③④ D．②③④⑤
11．在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是（ ）
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤氢氧化钾 ⑥氧化钙 ⑦氮气
A．③⑤⑦⑧ B．③⑦ C．①④⑦ D．⑦
12．下列有关元素叙述正确的是
A．氯——“成盐元素”，元素有毒
B．硅——亲氧元素，单质是光导纤维的主要成分
C．铝——地壳中含量最多的金属元素，铝制品抗腐蚀能力较强
D．钛——“未来金属”，其合金是目前用量最大、用途最广的金属
13．化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是
A．自来水厂常用明矾、O3、ClO2等做水处理剂，其作用都是杀菌消毒
B．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅
C．用于制造“山东舰”舰载机降落拦阻索的特种钢，属于新型无机非金属材料
D．食品包装袋中常用的硅胶、生石灰、还原铁粉等，其作用都是防止食品氧化变质
14．高纯度晶体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”。它的制备方法如图所示，下列说法错误的是
A．硅和二氧化硅均能与氢氟酸反应
B．步骤①中易产生SiC杂质，SiC属于共价化合物
C．步骤③的反应属于置换反应
D．熔融NaOH固体，可在石英坩埚中进行
15．下列说法不正确的是
A．国庆70周年放飞的气球材质是可降解材料，主要成分是聚乙烯
B．晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、太阳能电池等
C．MgO与Al2O3均可用于耐高温材料
D．燃料的脱硫脱氮、NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
二、填空题
16．已知：Pb的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl生成Cl2；PbO2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO。
现将a mol PbO2加热分解，收集产生的O2；加热反应后所得固体中，Pb2＋占Pb元素的物质的量分数为x；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl2。两步反应中收集的O2和Cl2的物质的量之和为y mol。
（1）若Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，则Pb3O4可表示为_____________________________
（2）试写出Pb2O3与浓盐酸反应的化学方程式____________________________________
（3）通过计算确定y与a、x的函数关系式____________________________。
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．按照要求回答下列问题。
I．甲同学为探究元素Cl、C、Si非金属性强弱，设计了图一装置进行实验研究。
可选用的实验药品：1.0mol/L HCl(挥发性强酸)、1.0mol/L (挥发性强酸)、碳酸钙(固体)、1.0mol/L 溶液。
(1)图中A的仪器名称为______，所装的试剂为_______(填化学式)。
(2)观察到图C中的现象为___________。
(3)实验发现甲同学设计的实验不够严谨，应在B和C之间增加一个洗气装置，洗气瓶中盛装的液体为________。(填化学式)
II．乙同学设计实验探究在KI溶液体系中的反应产物。
实验开始后，发现图二装置D中的溶液迅速变黄，继续通入，装置D中出现乳黄色浑浊。该小组同学查阅资料得知，存在反应：，但有同学提出上述反应生成的可与发生反应：，为进一步探究体系中的产物，完成下列实验方案。
(4)取适量装置D中浊液，向其中滴加几滴________溶液(填试剂名称)，振荡无明显变化，证明浊液中无。
(5)将装置D中浊液进行分离，得淡黄色固体和澄清溶液；取适量分离后的澄清溶液于试管中，___________，出现白色沉淀，产物溶液中存在。
综上可知，在KI溶液中发生了歧化反应，其反应的离子方程式为：______________。
19．A、B、C、D、E五种物质之间的相互转换关系如图所示。已知：A为单质，可用于制造计算机芯片，E为无色有毒气体。
回答下列问题：
（1）B在物质分类上属于___(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
（2）反应①的化学方程式为___。
（3）反应②的化学方程式为___。
（4）在D的溶液中通入过量CO2气体的离子方程式为___。
【参考答案】
一、单选题
1．A
解析：A．光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，选项A错误；
B．新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等，具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高，选项B正确；
C．高温结构陶瓷包括高温氧化物和高温非氧化物(或称难熔化合物)两大类，不怕氧化，密度小，故C正确；
D．光导纤维在信息传递方面有很多应用，如内窥镜、光纤通信等，故D正确。
答案选A。
2．B
解析：A．CO2通入Na2SiO3溶液中会生成硅酸沉淀，有白色沉淀，故A不符合题意；
B．二氧化硫与氯化钙不反应，无明显变化，故B符合题意；
C．二氧化硫与硝酸钡发生氧化还原反应，生成白色硫酸钡沉淀，故C不符合题意；
D．NO2与硫酸亚铁发生氧化还原反应，溶液由浅绿色变为黄色，故D不符合题意。
答案选B。
3．C
解析：A． 石墨烯、碳纳米材料为新型无机非金属材料，包含富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，故A正确；
B． 生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有石灰石，主要成分为CaCO3，故B正确；
C． 常温下能用铝制容器盛放浓硝酸和浓硫酸，是因为反应生成了致密的氧化膜阻止进一步反应，故C错误；
D． 二氧化硫具有还原性，可用作葡萄酒抗氧化剂，在葡萄酒中添加适量的二氧化硫，可以使葡萄酒保持良好的品质，故D正确；
故选C。
4．B
解析：A．硅酸钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和硅酸沉淀，反应的离子方程式为SiO+2H+=H2SiO3↓，故A错误；
B．氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+，故B正确；
C．二氧化氮通入水中制硝酸的反应为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为2NO2+H2O=2H++2NO+NO，故C错误；
D．碳酸钙与醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO—+CO2↑+H2O，故D错误；
故选B。
5．C
解析：A．钠性质活泼，需要隔绝空气密封保存，由于钠的密度大于煤油，与煤油不反应，所以金属钠可以保存在煤油中，故A正确；
B．液氯在常温下与铁不反应，可贮存钢瓶中，便于运输和使用，故B正确；
C．氢氧化钠溶液能够与玻璃塞中的二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐，使瓶塞和瓶身粘在一起，故不能长期保存在滴瓶中，故C错误；
D．氯水中的次氯酸见光易分解，需要避光密封保存，通常新制氯水保存在棕色玻璃试剂瓶中，故D正确；
答案选C。
6．A
解析：从流程图中可以看出，容器①中，Si(粗)与HCl(g)反应，生成SiHCl3(l)和H2(g)；容器②中，SiHCl3(l)与H2(g)反应，生成Si(纯)和HCl(g)；HCl(g)和H2(g)可以循环使用。
A．在该工艺流程中，HCl(g)和H2(g)可以循环使用，A正确；
B．Si固体和SiHCl3液体应使用过滤法分离，B不正确；
C．反应①中HCl作氧化剂，反应②中HCl是氧化产物，C不正确；
D．反应①和②互为可逆反应都不是可逆反应，D不正确；
故选A。
7．C
解析：A．水晶的主要成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；
B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主要原料，故B错误；
C．常温下氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应，所以常用氢氟酸雕刻玻璃，故C正确；
D．工业上用SiO2热还原法冶炼硅，而不是热分解法冶炼硅，故D错误；
故选C。
8．B
解析：根据电子得失：可知铁与盐酸反应：Fe～H2，而硅与氢氧化钠反应：Si～2H2，放出等量的H2，设生成氢的量为2mol，所以粗硅中铁和硅的物质的是之比为：2：1，质量之比为：2×56：1×28=4:1，故选B。
9．C
解析：A．硅元素在自然界中不以游离态形式存在，而使以SiO2、硅酸盐等化合态形式存在，A错误；
B．SiO2是酸性氧化物，在常温下能与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，B错误；
C．二氧化硅是石英主要成分，C正确；
D．二氧化硅能够与氢氟酸发生反应产生SiF4、H2O，D错误；
故合理选项是C。
10．A
解析：①硅元素在自然界以化合态存在，主要是硅酸盐，是构成一些岩石和矿物的基本元素，①正确；
②制水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，制备原料都需要用到含硅元素的物质，②正确；
③光导纤维的成分是二氧化硅，高纯度的硅单质广泛用于制作硅能电池以及半导体等，③错误；
④玻璃是混合物不是氧化物，主要是硅酸钠、硅酸钙、石英的混合物，成分可用氧化物的形式表示为Na2O CaO 6SiO2，④错误；
⑤粗硅制备单晶硅的反应是Si+2Cl2SiCl4，SiCl4+2H2Si+4HCl，过程中涉及氧化还原反应，⑤错误；
综上，正确的有①②；
答案选A。
11．D
解析：①二氧化硅能与碳生成硅单质和一氧化碳，故①错误；
②二氧化硅能与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，故②错误；
③二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳，故③错误；
④二氧化硅能与氢氟酸反应生成四氟化硅气体，故④错误；
⑤二氧化硅能与氢氧化钾反应生成硅酸钾，二氧化硅不能与硝酸反应，故⑤错误；
⑥二氧化硅能与氧化钙反应生成硅酸钙，故⑥错误；
⑦二氧化硅不能与氮气反应，故⑦正确。
正确答案选D。
12．C
解析：A、氯元素没有毒，A错误；
B、二氧化硅是光导纤维的主要成分，B错误；
C、铝是地壳中含量最多的金属元素，铝制品抗腐蚀能力较强，C正确；
D、铁合金是目前用量最大、用途最广的金属，D错误;
答案选C。
13．B
解析：A．明矾净水，是胶体的吸附性，不能杀菌消毒，、具有强氧化性，对自来水可以杀菌消毒，A错误；
B．“麒麟”芯片与太阳能电池感光板都是用晶体硅作半导体材料，B正确；
C．特种钢为铁合金材料，属于金属材料，C错误；
D．食品包装袋中常用的硅胶、生石灰作干燥剂，还原铁粉可以抗氧化，防止食品氧化变质，D错误；
故选B。
14．D
解析：A．硅和二氧化硅均能与氢氟酸反应，反应方程式为，，故A正确；
B．步骤①中制备粗硅，易产生SiC杂质，SiC属于共价化合物，故B正确；
C．置换反应是单质和化合物反应生成了单质和化合物，步骤③是SiHCl3和H2反应生成Si和HCl，属于置换反应，故C正确；
D．石英坩埚的成分是SiO2，SiO2能与NaOH反应，熔融碱性物质不能用石英坩埚，故D错误；
故答案为D。
15．A
解析：A.聚乙烯不属于可降解材料，故错误；
B.硅属于半导体材料，能制造集成电路或太阳能电池等，故正确；
C.氧化镁和氧化铝的熔点都较高，可以做耐高温材料，故正确；
D. 燃料的脱硫脱氮、NOx的催化转化可以减少硫的氧化物和氮的氧化物的排放，能减少酸雨的产生，故正确。
故选A。
二、填空题
16． 2PbO·PbO2 Pb2O3+6HCl=2 Pb Cl2+Cl2+3H2O y=a（1-）
解析：（1）Pb在化合物里显+2价或+4价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb的两种氧化物形式为：PbO和PbO2，那么Pb2O3的氧化物的表示形式可以写成PbO PbO2；
（2）Pb2O3中Pb的化合价只有+2、+4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb的总化合价为+3价，即可确定Pb2O3中有一个+4价、有一个+2价，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl2，本身被还原成+2价Pb，生成PbCl2，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb2O3+HCl（浓）=PbCl2+Cl2↑+H2O，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb2O3中一个+4价的Pb降低到+2价，降低2价；HCl（浓）中-1价的Cl上升到0价生成Cl2，上升1价*2，所以Pb2O3和Cl2前面的计量数都为1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得各物质前计量数为1、6、2、1、3，故方程式为Pb2O3+6HCl（浓）=2PbCl2+Cl2↑+3H2O；
（3）根据题意：a molPbO2分解所得混合物中n（Pb2+）=axmol、n（Pb4+）=（a-ax）mol.在反应过程中a molPbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂，+4价的Pb最终全部降低为+2价，根据得失电子守恒：先加热分解生成O2，得n（O2）═2ax/4="ax/2" mol；后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2，得n（Cl2）═（a-ax）mol*2/2=（a-ax）mol，则 y═n（O2）+n（Cl2）═ mol+（a-ax）mol= a（1-）mol。
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 HClO4
(2)出现白色沉淀
(3)NaHCO3
(4)淀粉
(5) 酸化的BaCl2溶液， 3SO2+2H2O 4H++ 2SO+S↓
【分析】I．由实验装置图可知，左侧装置B中高氯酸溶液与碳酸钙反应生成高氯酸钙、二氧化碳和水，该反应说明高氯酸的酸性强于碳酸，从而证明氯元素的非金属性强于碳元素；因挥发出的高氯酸会优先与硅酸钠溶液反应，干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，所以应在B和C之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，排出高氯酸的干扰，右侧装置C中二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀和碳酸氢钠，该反应用于证明碳酸的酸性强于硅酸，证明碳元素的非金属性强于硅元素；
II．该实验的目的是探究二氧化硫在碘化钾溶液体系中的反应产物，通过实验得到二氧化硫在碘化钾溶液中发生歧化反应生成硫酸和硫沉淀的实验结论。
解析：（1）由实验装置图可知，图中仪器A为分液漏斗，由分析可知，所装的试剂为高氯酸溶液，用于说明高氯酸的酸性强于碳酸，从而证明氯元素的非金属性强于碳元素，故答案为：分液漏斗；HClO4；
（2）由分析可知，右侧装置C中二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀和碳酸氢钠，故答案为：出现白色沉淀；
（3）由分析可知，因挥发出的高氯酸会优先与硅酸钠溶液反应，干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，所以应在B和C之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，排出高氯酸的干扰，故答案为：NaHCO3；
（4）由题给信息可知，向装置D的浊液中滴加几滴酚酞溶液，振荡溶液不变蓝色，说明反应后的溶液中不含有碘，故答案为：淀粉；
（5）由题给信息可知，向分离后的少量澄清溶液管中滴加酸化的氯化钡溶液出现白色沉淀说明产物溶液中存在硫酸根离子；由分析可知，通过实验得到二氧化硫在碘化钾溶液中发生歧化反应生成硫酸和硫沉淀的实验结论，则二氧化硫在碘化钾溶液中发生的反应为3SO2+2H2O 4H++ 2SO+S↓，故答案为：3SO2+2H2O 4H++ 2SO+S↓。
19． 酸性氧化物 SiO2+2CSi+2CO↑ SiO2+CaOCaSiO3 SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓
【分析】A为单质，可用于制造计算机芯片，则A为Si，E为无色有毒气体，结合转化关系可知，B为SiO2，SiO2与碳反应生成Si、CO，所以E为CO；SiO2与CaO反应生成C为CaSiO3；SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和水。据此解答。
解析：（1）B为SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；
（2）反应①是SiO2与C反应生成Si、CO，其化学反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故答案为：SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）反应②是SiO2与CaO反应生成CaSiO3，其化学反应方程式为：SiO2+CaOCaSiO3，故答案为：SiO2+CaOCaSiO3；
（4）D为Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO2＝2NaHCO3+H2SiO3↓，其离子方程式为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓，故答案为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓。