第五章第三节无机非金属材料同步练习（含解析）2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章第三节无机非金属材料同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．陶瓷是一种常见硅酸盐材料，可以用陶瓷坩埚熔融纯碱
B．在自然界以游离态存在
C．溶液可与反应
D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应
2．下列材料的特性及用途的说法中不正确的是
A．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料
B．氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制耐高温设备
C．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造轴承
D．人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机
3．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品，玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
4．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是
A．水玻璃可做防火材料 B．水晶、玛瑙的主要成分是晶体硅
C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体 D．二氧化硅不和任何酸反应
5．由粗制备纯的流程如图所示，下列说法不正确的是
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4═H2SiO3↓+Na2SO4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用替代
D．若在实验室完成步骤Ⅲ，一般在蒸皿中进行
6．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：
①SiO2+2CSi+2CO↑
②Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl
下列对上述三个反应的叙述中，正确的是
A．仅①③为置换反应
B．②为化合反应
C．①②③均为氧化还原反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
7．“类比”是一种重要的科学方法，下列结论正确的是
选项 已知 结论
A 铁和氯气反应： 铁和碘单质反应：
B 常温下Zn易溶于浓硫酸 常温下Al易溶于浓硫酸
C 是酸性氧化物可与NaOH溶液反应 是酸性氧化物可与NaOH溶液反应
D 向溶液中通入少量： 向溶液中通入少量：
A．A B．B C．C D．D
8．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
9．有关高温结构陶瓷和光导纤维说法不正确的是
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀，可用于制造火箭发动机
C．光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
10．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
11．有关物质的保存不正确的是
A．氯水存放在棕色细口瓶中
B．盛液溴的试剂瓶常加少量水
C．氢氟酸保存在带塑料盖的玻璃瓶中
D．固态碘放在棕色广口瓶中
12．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
13．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
14．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“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(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是
A．易溶解于强酸和强碱 B．性质稳定，不易脱色
C．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 D．x等于6
15．关于非金属元素Si、N、S的叙述，正确的是
A．通常情况下，它们的单质均为气体
B．它们在自然界中都存在游离态形式
C．它们都有对应的含氧酸
D．每种元素都只有一种氧化物
二、填空题
16．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。如图所示流程是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题：
(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有______(填标号)。
(2)写出反应①的化学方程式：______。
(3)化合物W的用途很广，可用于制备硅胶和木材防火剂等，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，可生成化合物W，其化学方程式是______。
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是______(填化学式，下同)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是______。
17．高纯度单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"。这种材料可以按所给路线制备：
SiO2粗硅SiHCl3Si(纯)
(1)写出步骤①的化学方程式：_______。
(2)步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是_______；SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式：_______。
(3)请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式：_______。
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）。
四、元素或物质推断题
19．已知下列物质有如图所示转化关系，水和部分产物已略去。
①X为不溶于水的坚硬固体，Z无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料；
②无色气体A是引起温室效应的主要气体；
③B、D均为难溶于水的白色固体；
④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质。
据此回答下列问题：
(1)B的化学式是_______，F的名称是_______。
(2)由X、Y制F的过程中，Y作_______(填“氧化”或“还原”)剂。
(3)转化①的化学方程式为_______。
(4)转化②(A少量)的离子方程式为_______。
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参考答案：
1．C
【详解】A．陶瓷是一种常见硅酸盐材料，二氧化硅能和碱反应，不能用陶瓷坩埚熔融纯碱，故A错误；
B．自然界中没用游离态Si，故B错误；
C．溶液可与反应生成碳酸钠和硅酸，故C正确；
D．与氢氟酸反应生成SiF4气体和水，故D错误；
选C。
2．B
【详解】A．光导纤维传导光的能力很强，可以传输光，是非常好的通讯材料，A正确；
B．氧化铝陶瓷熔点很高，可以用于制耐高温设备，B错误；
C．氮化硅陶瓷耐高温、耐磨损且不易传热，可用来制造轴承，C正确；
D．人造刚玉成分是氧化铝，硬度高，可用来制造刚玉球磨机，D正确；
故答案为：B。
3．C
【详解】A．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，不是玻璃，A错误；
B．水泥的原料是黏土和石灰石，纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料，生成玻璃不需要黏土，B错误；
C．硅酸盐性质稳定，熔点较高，所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高的特点，C正确；
D．沙子主要成分是二氧化硅，为氧化物，不是硅酸盐，D错误；
故答案选C。
4．A
【详解】A．硅酸钠水溶液俗称水玻璃，不易燃烧，具有阻燃性，可做防火材料，故A正确；
B．水晶、玛瑙主要成分为二氧化硅，不是晶体硅，故B错误；
C．石英成分为二氧化硅，与氢氧化钠反应，所以不能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体，故C错误；
D．常温下，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故D错误；
故选A。
5．D
【分析】由流程可知，加入足量NaOH溶液可溶解SiO2，过滤分离出不溶杂质，X含硅酸钠，加过量硫酸，过滤分离出硅酸，灼烧生成SiO2。
【详解】A． X含硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，故A正确；
B． X中主要含硅酸钠，则步骤Ⅱ中的主要反应是Na2SiO3+H2SO4═H2SiO3↓+Na2SO4，故B正确；
C． 二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸得到Y，则步骤Ⅱ中的稀硫酸能用CO2代替，故C正确；
D． 硅酸灼烧生成SiO2，则在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行，故D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应，反应①②③均为置换反应，A错误；
B．化合反应是多种物质反应生成一种物质，反应②不是化合反应，为置换反应，B错误；
C．反应①②③均有元素发生了化合价的改变，均为氧化还原反应，C正确；
D．反应①③中硅元素化合价降低，被还原，反应②中硅元素化合价升高，被氧化，D错误；
故选C。
7．C
【详解】A．Fe3+具有强氧化性，I-具有强还原性，两者发生氧化还原反应，FeI3不存在，故A错误；
B．常温下，Al与浓硫酸发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜，保护内部Al不被腐蚀，即常温下，铝不溶于浓硫酸，故B错误；
C．CO2、SiO2均为酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水，故C正确；
D．次氯酸具有强氧化性，能将CaSO3氧化，因此次氯酸钙与二氧化硫发生氧化还原反应，故D错误；
答案为C。
8．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。
9．A
【详解】A．高温结构陶瓷属于原子晶体，硬度大于金属材料，故A错误；
B．Si3N4属于原子晶体，具有高强度、低密度、耐高温等优点，则能替代合金钢，用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料，故B正确；
C．二氧化硅晶体具有导光性，光导纤维的主要成分是二氧化硅，是一种能高质量传导光的玻璃纤维，故C正确；
D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，是一种能高质量传导光的玻璃纤维，抗干扰性能好，通信质量高，并且能防窃听，故D正确；
故选：A。
10．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。
11．C
【详解】A．氯水中的次氯酸见光易分解，故应保存在棕色细口瓶中，并避光保存，故A正确；
B．液溴具有挥发性，溴的密度大于水且在水中溶解度较小，所以保存液溴时应该放在棕色试剂瓶中，并使用水封，故B正确；
C．氢氟酸能和玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅和水，应该保存在塑料瓶中，故C错误；
D．碘易升华，应低温保存，且为固体，故保存在棕色广口瓶中，故D正确。
故选C。
12．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。
13．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。
14．A
【分析】据化合物中化合价代数和为0的规则，钡为+2价，铜为+2价，硅为+4价，氧为-2价，所以有2+2+4×2=x×2，x=6，所以硅酸铜钡的化学式为BaCuSi2O6。
【详解】A．硅酸铜钡(BaCuSi2O6)是硅酸盐，所以能和强酸反应，但和强碱不反应，故A错误；
B．硅酸盐化学性质稳定，铜离子性质稳定不易被还原，不易脱色，故B正确；
C．硅酸盐可以用氧化物形式表示，书写顺序：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(BaCuSi2O6)用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，故C正确；
D．结合以上分析可知，x=6，故D正确。
故选A。
15．C
【详解】A．通常情况下，Si、S的单质为固体，N的单质为气体，故A错误；
B．自然界中没有游离态的硅，故B错误；
C． Si、N、S对应的含氧酸分别是H2SiO3、HNO3、H2SO4，故C正确；
D．N有NO、NO2、N2O3等多种氧化物，S有SO2、SO3两种氧化物，故D错误；
选C。
16． ①②③ 、
【分析】根据流程中物质之间的反应，利用原子和电子守恒写出方程式，根据置换反应特点，单质和化合物反应生成单质和化合物进行判断反应类型。二氧化碳是温室效应的主要气体，也是节能减排的目标气体。
【详解】（1）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：，属于置换反应；反应②是 ，属于置换反应；反应③是，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应，反应物中没有单质，不属于置换反应。故属于置换反应的有：①②③。
（2）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应： 。
（3）石英砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，石英砂是二氧化硅，纯碱是碳酸钠，反应为：。
（4）气体A、B、C分别为、、，其中是温室气体，是减排的目标气体；和通入W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。
【点睛】此题主要是考查反应方程式，注意氧化还原反应方程式一般利用化合价的升降守恒进行配平，对于非氧化还原反应需要判断出反应机理。
17． 蒸馏或分馏
【详解】(1)工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，反应的化学方程式为；
(2)由题意可知，SiHCl3(沸点33.0℃)、SiCl4(沸点57.6℃)、HCl(沸点℃)的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏；SiHCl3水解生成硅酸、氢气和氯化氢，反应的化学方程式为；
(3)二氧化硅能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，反应的化学方程式为。
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．(1) CaCO3 硅
(2)还原
(3)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
(4)CO2＋＋H2O=H2SiO3(胶体)＋
【分析】①X为不溶于水的坚硬固体，Z无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料，判断为玻璃，说明X为SiO2；
②无色气体A是引起温室效应的主要气体为CO2；
③B、D均为难溶于水的白色固体，流程分析可知B为CaCO3；
④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质为Si；
结合流程分析判断可知X为SiO2，B为CaCO3，C为Na2SiO3，D为H2SiO3，E为Na2CO3，Z为玻璃，Y为C，F为Si；
【详解】（1）由以上分析可知，B的化学式是CaCO3，F为Si名称是硅；
（2）由X、Y制F的过程为SiO2+2C2CO+Si，C做还原剂；
（3）转化①的化学方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
（4）无色气体A是引起温室效应的主要气体，则A为CO2，转化②(A少量)的离子方程式为CO2＋＋H2O=H2SiO3(胶体)＋。
答案第1页，共2页
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