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．无机非金属材料在信息科学、航空航天、建筑及能源等领域中得到广泛应用。下列无机非金属材料不属于含硅材料的是
A．水泥 B．钢化玻璃 C．光导纤维 D．铝合金
2．化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述正确的是
A．二氧化氯泡腾片和75％酒精均可杀灭新型冠状病毒，二者消毒时均表现为强氧化性
B．台积电断供华为5G手机麒麟9000芯片(HUAWEIKirin)，此芯片主要成分是二氧化硅
C．热的纯碱溶液可用于除去金属表面的矿物油(如机油、润滑油等)
D．亚硝酸钠易致癌，但火腿肠中可加入少量的亚硝酸钠以保持肉质新鲜
3．宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“人窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是
A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料
C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
D．陶瓷属于硅酸盐制品，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸
4．铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金属离子)。
下列推测不正确的是
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B．若a=x/2，则M为二价阳离子
C．调节y/x(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
5．化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释不正确的是
选项 现象或事实 化学解释
A 食品袋中放入硅胶 防止食品氧化变质
B 节日焰火五彩缤纷 金属元素的焰色反应
C 用热的纯碱溶液洗去油污 Na2CO3溶于水显碱性
D 用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土保鲜水果 乙烯被酸性高锰酸钾氧化
A．A B．B C．C D．D
6．下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A．碱转化为两种盐：
B．碱转化为酸式盐：
C．过氧化物转化为碱：
D．盐转化为另一种盐：
7．化学与生活紧密联系在一起，下列说法正确的是
①天然气、瓦斯等气体及面粉、煤粉等固体粉尘都容易发生爆炸
②医院里的血液透析利用了胶体的性质
③青铜是我国使用最早的合金
④2019年9月25日发射“云海一号卫星”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料
⑤二氧化硫可用于杀菌、消毒
⑥金属的冶炼、电镀、钢铁的锈蚀、制玻璃均发生氧化还原反应
A．①②③④⑤ B．①②⑤ C．②⑤⑥ D．①③④
8．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，已知它们的最外层电子数之和为16，X的单质常用作保护气，Y原子的半径是短周期元素中最大的，下列说法错误的是
A．简单离子半径：X＞Y
B．W的简单氢化物一定易溶于水，且在水中完全电离
C．W可以形成具有漂白性的化合物
D．将通入Z的含氧酸盐溶液中有白色沉淀生成
9．性质决定用途，下列物质的性质与用途正确且具有对应关系的是
A．二氧化硫具有漂白性，可用于红酒杀菌消毒
B．铁和浓硫酸常温下不反应，可以用铁罐盛装浓硫酸
C．过氧化钠是淡黄色固体，在呼吸面具中用作供氧剂
D．二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度，可作光导纤维
10．下列有关物质用途的说法正确的是
A．氧化钠可用作潜艇供氧剂 B．单晶硅用于制备光导纤维
C．氯化铁用于蚀刻工业铜电路板 D．氢氧化钠可用作药物，治疗胃酸过多
11．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）。
已知： SiHCl3遇水H2O 强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是（ ）
A．装置 B 中的试剂是浓硫酸
B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞
C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化
12．下列关于硅的叙述错误的是（ ）
A．硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石
B．高纯硅及其氧化物在太阳能电池及信息高速传输中有重要应用
C．常温下硅很稳定，不能跟强酸反应
D．二氧化硅可制玻璃、单质硅、光导纤维
13．芯片是各种计算机、手机和微电子产品的核心部件，它的主要材料是：
A．Si B．SiO2 C．H2SiO3 D．Na2SiO3
14．化学与科技、生产、生活密切相关。下列有关说法错误的是
A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨互为同素异形体
B．硅橡胶密封材料既耐低温又耐高温，在中国空间站上得到广泛应用
C．在汽车尾气排放系统中安装催化转化器可有效地减少空气污染
D．为促进社会可持续发展，需加快化石燃料的开采与使用
15．下列物质性质与应用对应关系正确的是
A．氨气极易溶于水，可用作制冷剂
B．晶体硅硬度大，可用于半导体材料
C．二氧化硫有漂白性，可用于杀菌消毒
D．明矾溶于水能形成胶体，可用作净水剂
二、填空题
16．现有下列十种物质：①HCl②CH3COOH③SO2④Na2CO3⑤CCl4⑥Ca(OH)2⑦Fe⑧NH3 H2O⑨空气⑩K2SO4
(1)上述物质中属于弱电解质的是_______(填序号，下同)，属于非电解质的是_______。
(2)②在水溶液中的电离方程式为_______。
(3)分离⑤和水的混合物所用的方法是_______。
(4)写出①和⑦反应的离子方程式_______。
(5)检验⑩中阳离子所用的方法是_______，现象是_______。
(6)已知SO2是酸性氧化物，将其通入⑥中，写出对应的化学方程式_______。
(7)④与二氧化硅(SiO2)在高温下发生化学反应，生成一种新的盐和二氧化碳。写出该反应的化学方程式_______。
17．硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。回答下列问题：
(1)Si是良好的半导体材料，试写出硅单质的一种用途：_______。
(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，烧碱溶液对玻璃有腐蚀性，写出SiO2与烧碱溶液反应的离子方程式为_______。
(3)Na2SiO3溶液俗称_______，往Na2SiO3溶液中通入足量CO2气体发生的现象是：_______。
(4)工业上常用焦炭和二氧化硅在高温条件下制备粗硅，该反应的化学方程式为_______。
18．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl=SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在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。
请回答下列问题：
(1)第①步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(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_____。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(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为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及____。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是____(填写字母代号)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
19．X、Y、Z、W为四种短周期元素。X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y最高正价与最低负价的代数和为6；Z在地壳中的含量仅次于氧；Y、Z、W同周期，W的最低负化合价为-2。回答下列问题：
（1）Y-的结构示意图为____________。
（2）写出含有10个中子的X原子的原子符号_____________。
（3）Z的最高价氧化物与Z同主族的单质A能发生置换反应，这个反应在工业上是获得Z的一步重要反应。写出该步反应的化学方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向与数目________________。
（4）向WX2溶液中加入足量的NaOH溶液，反应的离子方程式为___________。
（5）Y的气态氢化物与氨气在空气中相遇有白烟生成，该反应的化学方程式为_____________。
（6）ZX2与NaOH溶液反应的化学方程式为_____________________。
【参考答案】
一、单选题
1．D
解析：钢化玻璃、水泥中含有硅酸钠、硅酸钠，光导纤维主要成分是SiO2，都含有硅材料，铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，不含硅材料，综上所述，答案为D。
2．D
解析：A．二氧化氯消毒时表现出强氧化性，但乙醇没有强氧化性，其消毒原理是利用乙醇的渗透、凝固作用，把构成病毒的蛋白质凝固为变性蛋白，从而失去生物活性，故A错误；
B．硅是良好的半导体材料，可用于制造芯片，二氧化硅用于制造光纤，故B错误；
C．矿物油属于烃类化合物，碱和烃类化合物不反应，所以不能用纯碱除去矿物油，故C错误；
D．亚硝酸钠具有还原性，在国家规定标准内，可以做防腐剂，可以用于火腿肠中保持肉质新鲜，若超标会致癌，故D正确；
3．C
解析：A．不同的金属氧化物可能颜色不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致了颜色变化，故A正确；
B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，具有耐高温的特点，故B正确；
C．瓷器主要是由黏土烧结而成，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，属于混合物，故C错误；
D．陶瓷的主要成分为硅酸盐和二氧化硅，氢氟酸能够与二氧化硅反应，所以不能用陶瓷来盛装氢氟酸，故D正确；
故选C。
4．A
解析：A．偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+，不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中制备分子筛，A错误；
B．设M的化合价为m，则根据正负化合价代数和为0计算，m×+x×(-1)=0，解得m=+2，B正确；
C．调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构，从而改变分子筛的稳定性，C正确；
D．调节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子，D正确；
故答案选A。
5．A
解析：A．食品袋中放入硅胶，是由于硅胶表面积大具有强的吸水性，能够吸收食品袋中的水分，防止食品受潮变质，不能防止食品氧化变质，A错误；
B．节日焰火五彩缤纷，是由于不同金属的焰色反应不同造成的，利用的就是金属元素的焰色反应，B正确；
C．用热的纯碱溶液洗去油污，是由于纯碱是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，油脂能够与碱反应产生可溶性物质。温度升高，盐水解程度大，溶液碱性增强，去油污能力增强，C正确；
D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土保鲜水果，是由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够消耗水果产生的乙烯，从而具有保鲜水果的作用，D正确；
故合理选项是A。
6．B
解析：A．碱转化为两种盐：氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故A错误；
B．碱转化为酸式盐：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠：，故B正确；
C．过氧化物即过氧化钠和水反应生成碱：，故C错误；
D．盐转化为另一种盐：硅酸钠和稀盐酸等强酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠等钠盐：，故D错误；
答案为B。
7．A
解析：①可燃性的气体及粉尘与空气或氧气混合后，浓度达到一定极限后，遇明火或静电或电火花都可能发生爆炸，故①正确；
②血液是胶体，胶粒不能透过半透膜，所以“血液透析”利用了胶体的性质，故②正确；
③铜性质不活泼，易冶炼，为最早使用的合金材料，故③正确；
④碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，是一种新型无机非金属材料，故④正确；
⑤SO2有毒，能够使蛋白质变性，可用于杀菌、消毒，故⑤正确；
⑥制玻璃是二氧化硅与碳酸钠、碳酸钙在高温条件下反应生成硅酸钠、硅酸钙，属于非氧化还原反应，故⑥错误；
说法正确的为①②③④⑤，答案选A。
8．B
解析：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X的单质常用作保护气，则X为N元素；Y原子的半径是短周期元素中最大的，则Y为Na元素；X、Y、Z、W的最外层电子数之和为16，则Z为Al元素、W为Cl元素或Z为Si元素、W为S元素。
A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则氮离子的离子半径大于钠离子，故A正确；
B．W的简单氢化物可能为氯化氢或硫化氢，硫化氢溶于水得到的氢硫酸是弱酸，在溶液中分步电离，故B错误；
C．W可能为氯元素或硫元素，氯元素形成的次氯酸和硫元素形成的二氧化硫都具有漂白性，故C正确；
D．Z可能为铝元素或硅元素，二氧化碳与偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液均能反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，故D正确；
故选B。
9．D
解析：A．二氧化硫可用于红酒杀菌消毒，但与二氧化硫具有漂白性无关，故A错误；
B．常温下铁在浓硫酸中钝化，可以用铁罐盛装浓硫酸，钝化不是不反应，钝化的实质是在铁表面形成一层致密氧化膜，故B错误；
C．过氧化钠在呼吸面具中用作供氧剂，原因为、，而不是因为过氧化钠是淡黄色固体，性质与用途不具有对应关系，故C错误；
D．二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度，可作光导纤维，性质与用途对应关系正确，故D项正确；
综上所述，答案为D。
10．C
解析：A． 过氧化钠可与二氧化碳反应生成氧气，可用作潜艇供氧剂，故A错误；
B． 单晶硅用于制造计算机芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，故B错误；
C． 氯化铁能与铜反应，可用于蚀刻工业铜电路板，故C正确；
D． 碳酸氢钠可用作药物，治疗胃酸过多，故D错误；
故选C。
11．B
解析：A．SiHCl3 遇水H2O 强烈水解，所以H2应干燥，故装置 B 中的试剂是浓硫酸，A正确；
B．SiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；
C．SiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；
D．制高纯硅时，温度在1100～1200℃，所以D不能采用普通玻璃管，D正确；
故选B。
12．A
解析：A．硅元素以化合态广泛存在于自然界中，无天然硅的单质，故A错误；
B．高纯硅可做半导体，二氧化硅可做光导纤维的材料，故B正确；
C．硅性质较为稳定，在常温下与强酸不反应，但和HF酸、强碱等物质反应，故C正确；
D．二氧化硅是制备玻璃的主要原料，可被还原制备单质硅，是光导纤维的材料，故D正确；答案选A。
13．A
解析：硅单质常用于太阳能电池、半导体材料与计算机芯片等，则A项正确；
答案选A。
14．D
解析：A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨均为由碳元素组成的单质，两者互为同素异形体，A正确；
B．硅橡胶具有空间网状结构，具有耐磨、耐高温、耐低温等性能，硅橡胶是目前最好的既耐高温又耐低温的橡胶，广泛应用于航天航空工业，B正确；
C．在汽车尾气排放系统中安装催化转化器，可以将尾气中的氮氧化物、一氧化碳等气体转化为氮气、二氧化碳等无毒气体，减少空气污染，C正确；
D．加快化石燃料的开采与使用会增加污染物的排放，不利于环境保护，D错误；
故选：D。
15．D
解析：A．氨气极易液化，常用作制冷剂，与氨气极易溶于水无关，故A错误；
B．硅导电性介于金属和非金属之间，因此晶体硅可用于半导体材料，与硬度无关，故B错误；
C．二氧化硫有漂白性，可用于漂白纸浆，不能用于杀菌消毒，故C错误；
D．明矾溶于水能形成胶体，胶体具有吸附性，因此常用作净水剂，故D正确。
综上所述，答案为D。
二、填空题
16．(1) ②⑧ ④
(2)
(3)分液
(4)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(5) 焰色反应 通过蓝色钴玻璃观察到淡紫色火焰
(6)SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O或2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2
(7)
解析：（1）强酸、强碱和绝大多数盐为强电解质，弱酸、弱碱、水和极少数盐为弱电解质，故属于弱电解质的是醋酸和一水合氨，选②⑧；SO2溶于水自身不能电离，属于非电解质，故选④；
（2）醋酸为弱电解质，在水中部分电离，电离方程式为：；
（3）四氯化碳与水不互溶，可采用分液的方法分离；
（4）铁和稀硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（5）检验钾离子的方法是：焰色反应；现象是：通过蓝色钴玻璃观察到淡紫色火焰；
（6）二氧化硫与氢氧化钙溶液反应的化学方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O或2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；
（7）碳酸钠与二氧化硅反应的化学方程式为：。
17．(1)做计算机的芯片或太阳能电池
(2)SiO2+2OH-=SiO+H2O
(3) 水玻璃 有白色不溶物生成
(4)2C+SiO2Si+2CO ↑
解析：分析：(1)Si是良好的半导体材料，故硅单质可用于做计算机的芯片或太阳能电池。
(2)SiO2是酸性氧化物，可以与等碱溶液反应发生盐和水， SiO2与烧碱溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O。
(3)Na2SiO3溶液俗称水玻璃。硅酸的酸性小于碳酸，往Na2SiO3溶液中通入足量CO2气体生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，发生的现象是：有白色不溶物生成。
(4)焦炭和二氧化硅在高温条件下反应得到CO和硅，该反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO ↑。
18． SiO2+2CSi+2CO↑ 蒸馏 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化 有固体物质生成 SiHCl3+H2Si+3HCl 排尽装置中的空气 bd
【分析】本实验是利用SiHCl3和氢气反应制取纯硅，首先在装置A利用稀硫酸和锌粒反应制取氢气，SiHCl3能与H2O强烈反应、在空气中易自燃，所以需要装置B中盛放浓硫酸将生成的氢气进行干燥、并用氢气排尽装置中的空气；水浴加热装置C，使SiHCl3挥发，和氢气一同进入石英管中在高温条件下反应制取纯硅。
解析：(1)高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；
(2)沸点不同的液体混合物可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以采用蒸馏的方法分离；
(3)①为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以装置B中可以盛放浓硫酸；加热装置C中烧瓶，升高温度能使SiHCl3气化，从而使SiHCl3和氢气在D中反应；
②D中发生反应SiHCl3+H2Si+3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成；
③SiHCl3能与H2O强烈反应、在空气中易自燃，且Si是亲氧元素，为防止SiHCl3自燃和Si被氧化，需要排尽装置中的空气；
④若含铁单质，加入稀盐酸后溶液中应含Fe2+；检验Fe2+先加入KSCN溶液无明显现象，再加入氯水溶液变红色即可，故选b、d。
19． 188O SO2+2OH-====SO32-+H2O HCl+NH3====NH4Cl SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O
解析：X、Y、Z、W为四种短周期元素，X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，X为O元素，Y最高正价与最低负价的代数和为6，设Y的最外层电子数为a，最高正价为+a，最低负价为a 8，a+a 8=6，a=7，因F无正价，则Y为Cl元素，Z在地壳中的含量仅次于氧，Z为Si元素，Y、Z、W同周期，W的最低负化合价为-2，说明W的最外层有6个电子，W为第三周期的S元素。
(1). Cl－的核电荷数为17，核外电子数为18，则Cl－的结构示意图为，故答案为；
(2). 含有10个中子的O原子的质量数为8+10=18，原子符号为，故答案为；
(3). Z为Si元素，SiO2与单质C在高温下反应生成单质Si和CO，Si元素的化合价从+4价降低到0价，C元素的化合价从0价升高到+2价，用单线桥法表示电子转移方向和数目的式子为，故答案为；
(4). SO2与足量的NaOH 溶液反应生成Na2SO3和H2O，该反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O，故答案为SO2+2OH-=SO32-+H2O；
(5). HCl气体与氨气反应生成氯化铵固体，所以有白烟生成，化学方程式为HCl+NH3=NH4Cl，故答案为HCl+NH3=NH4Cl；
(6). SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。