5.3无机非金属材料 同步练习题（含解析） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.3无机非金属材料同步练习题
一、单选题
1．实验室熔融烧碱时，可以选用的坩埚是
A．玻璃坩埚 B．石英坩埚 C．陶瓷坩埚 D．铁坩埚
2．化学与生活密切相关.下列叙述错误的是
A．芯片“巴龙5000”的主要材料是硅
B．防治酸雨最重要的是对含硫燃料进行脱硫处理
C．白醋、柠檬汁均可用来除去水壶中的水垢
D．“嫦娥四号”使用的材料属于复合材料
3．水泥和普通玻璃都是常见的硅酸盐产品。下列说法中不正确的是( )
A．生产水泥和普通玻璃的每一种原料都含有硅
B．水泥、普通玻璃都是混合物
C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D．用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器
4．下列说法正确的是
A．直径为20nm的纳米碳酸钙属于胶体
B．海水中提取镁的各步均为氧化还原反应
C．可溶性铁盐和铝盐可用作净水剂
D．光导纤维是一种新型硅酸盐材料
5．下列离子方程式正确的是
A．碳酸氢钙溶液中加入盐酸： HCO+H+ =CO2↑ +H2O
B．碳酸氢钙溶液中加入过量的烧碱溶液： Ca2++HCO+OH-=CaCO3 ↓+H2O
C．水玻璃中通入过量CO2：SiO+CO2+2H2O =CO+H4SiO4↓
D．二氧化硅与氢氟酸作用：SiO2+4H++4F-=SiF4↑ +2H2O
6．下列各组中的物质在指定的分散系中能大量共存的是
A．空气：HCl、CO2、NO、NH3
B．水玻璃：K+、H+、NO、Cl-
C．pH=10的溶液：SO、Na+、S2-、Ca2+
D．氨水：Na+、NH、NO、Al(OH)3
7．定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是
A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为和
C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高
8．已知硅酸盐中硅元素的化合价为＋4价，则硅酸的化学式为( )
A．H2SiO4 B．H4SiO3 C．H2SiO3 D．Na2SiO3
9．下列转化不可以一步实现的是
A． B．
C． D．
10．材料是人类生存和发展的物质基础，合理使用材料可以改善人类生活。下列有关材料的说法中正确的是
A．北京冬奥会火炬使用的碳纤维材料属于金属材料
B．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体
C．光导纤维具有传能传像等多种功能，但遇NaOH溶液易“断路”
D．玻璃是混合物，有固定的熔点
11．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．氮气化学性质通常不活泼，可用作制冷剂
B．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒
C．常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸
D．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维
12．下列说法正确的是
A．工业上制粗硅的反应为，反应中还原剂与氧化剂的质量比为5：2
B．制造陶瓷的主要原料是石灰石和黏土
C．制普通玻璃的原料主要成分是纯碱、石灰石和石英
D．我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料(主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的)，它比钢铁轻、硬，但质地较脆
13．华人科学家高锟以及两名美国科学家因在光纤和半导体领域上的开创性研究而获得诺贝尔物理学奖。下列有关硅及其化合物的说法错误的是
①硅是制造光导纤维的材料
②盛装溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞
③水玻璃可用作木材防火剂
④二氧化硅是制取粗硅的原料
⑤石英玻璃、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品
⑥光导纤维遇碱会“短路”
⑦因为氢氟酸可与反应，所以利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
A．①⑤ B．②③⑥ C．②④⑥⑦ D．①③④⑤⑦
14．某同学用如图装置设计实验证明非金属性：，选取试剂最合理的是
试剂a 试剂b 试剂c
A 硝酸 碳酸钙 二氧化硅
B 盐酸 碳酸钠 硅酸钠溶液
C 硫酸 碳酸钠 硅酸钠溶液
D 硫酸 碳酸钙 硅酸
A．A B．B C．C D．D
15．下列有关工业生产的说法错误的是（ ）
A．高炉炼铁、生产普通硅酸盐水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石
B．钠是一种强还原剂，可以将钛、铌等金属从其的氯化物溶液中置换出来
C．通常用海水提取食盐后的母液为原料制取溴单质
D．利用焦炭在高温下还原二氧化硅可制备粗硅
二、填空题
16．（1）在SO2、SiO2、Na2O、Na2O2、Fe2O3、Al2O3中，属于碱性氧化物的是______；
（2）石英耐高温，可制成石英坩埚，下列试剂可用石英坩埚加热的是________；
A．NaOH B．CaCO3 C．Na2CO3 D．KHSO4
（3）奥运金牌“金镶玉”环形碧玉由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用氧化物的形式可表示为________________________；
（4）治疗胃酸（主要成分为HCl）过多的常用药物有小苏打、胃舒平等。
①请写出小苏打和胃酸反应的离子反应方程式_________________________；
②胃舒平主要成分为Al(OH)3，若中和等量的酸，消耗小苏打和Al(OH)3的物质的量之比为___________。
17．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
(1)计算机的芯片的主要成分是_______；
(2)光导纤维的主要成分是_______；
(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是_______；
(4)用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为_______的化合物；
(5)有一大类化合物，结构独特，兼备无机材料和有机材料双重性能，有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀等特性，广“泛用于航空航天、电子电气、建筑、运输等行业，用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮……，己为现代社会不可替代的新材料。这类材料在分子结构上的特点是_______和_______。
18．醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂，一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂。将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_______。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3，此时c 中有气体产生，该气体的作用是_______。
(3)打开K3，关闭K1和K2，c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_______；d中析出砖红色沉淀。
(4)指出装置d可能存在的缺点_______。
19．X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体。已知：X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收；X是化石燃料燃烧的产物之一，是形成酸雨的物质；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应；W气体的水溶液能使酚酞溶液变红色；元素Q的氧化物是制作光导纤维的材料。
请回答下列问题：
(1)X、Y两种气体按物质的量之比1：1在水溶液中能发生反应，离子方程式为____。
(2)科学家发现，Z在催化剂条件下能与W反应，反应产物中的单质应是___(填化学式)；该反应是氧化还原反应，则其中的氧化剂是____(填化学式)。
(3)在Z与水的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____，1molZ参与反应转移电子数为____。
(4)玻璃中含有元素Q的氧化物，用氢氟酸雕刻玻璃的原理为____(用化学方程式表示，下同)；NaOH溶液不能盛放于带磨口的玻璃塞的试剂瓶，其原因是____。
【参考答案】
一、单选题
1．D
解析：玻璃、石英、陶瓷都含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与玻璃、陶瓷中的二氧化硅反应，熔融烧碱不能选用玻璃坩埚，不能选用石英坩埚，不能选用陶瓷坩埚，可以用铁坩埚。
故选：D。
2．B
解析：A．硅单质是良好的半导体材料，可以制造芯片，故A不选；
B．防止酸雨的根本措施是减少含硫物质燃烧，采用清洁的新能源；选项中对含硫燃料进行脱硫处理，只能算是措施之一，故选B；
C．水垢的主要成分为碳酸钙等能与白醋、柠檬酸反应的碳酸盐，所以可用白醋、柠檬汁均可用来除去水壶中的水垢，故C不选；
D．复合材料指两种或两种以上的不同性质的材料，通过物理或化学方法复合在一起所形成的新材料，材料是由为增强材料，Al为基体的复合材料，故D不选。
答案选B。
3．A
解析：A．硅酸盐工业所用原料有硅酸盐、二氧化硅、石灰石、纯碱等，不一定每一种原料中都必须含有硅，A错误；
B．玻璃是传统硅酸盐产品，主要成分有硅酸钠、硅酸钙等，水泥是传统硅酸盐产品，其中含有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，都是混合物，B正确；
C．生产玻璃的原料主要有纯碱、石灰石、石英，生产水泥的原料主要有石灰石、粘土，都需用石灰石，C正确；
D．二氧化硅为原子晶体，熔点高，硬度大，结构稳定，用纯净的石英可制成石英玻璃，它的膨胀系数小，故常用来制造耐高温的化学仪器，D正确；
故合理选项是A。
4．C
解析：A、纳米碳酸钙只有一种物质，不是分散系，错误，不选A；
B、氢氧化镁和盐酸反应不是氧化还原反应，错误，不选B；
C、铝离子和铁离子属于弱碱阳离子，能水解生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮物而净水，正确，选C；
D、光导纤维的成分是二氧化硅，不是硅酸盐，错误，不选D。
5．A
解析：A．碳酸氢钙溶液与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为HCO+H+ =CO2↑ +H2O，故A正确；
B．碳酸氢钙溶液与过量的烧碱溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为Ca2++2HCO+2OH—=CaCO3↓+CO+2H2O，故B错误；
C．水玻璃与过量二氧化碳反应生成原硅酸沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为SiO+2CO2+3H2O =2HCO+H4SiO4↓，故C错误；
D．二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成四氟化硅和水，反应的方程式为SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O，故D错误；
故选A。
6．D
解析：A．一氧化氮常温下与空气中的氧气化合生成二氧化氮，氯化氢与氨气化合为氯化铵，不能大量共存，A错误；
B．水玻璃是硅酸钠的水溶液，氢离子与硅酸根离子生成难溶于水的硅酸，B错误；
C．SO和钙离子生成亚硫酸钙的沉淀而不共存，C错误；
D．氨水中Na+、NH、NO、Al(OH)3可以大量共存，D正确；
故选D。
7．A
解析：A．陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；
B．陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，C错误；
C．陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；
D．由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；
故答案为：A。
8．C
解析：A、H2SiO4中，H为+1价，O为-2价；H2SiO4中的化合价的代数和为2+4-8=-2，A错误；
B、H4SiO3中的化合价的代数和为4+4-6=2，B错误；
C、H2SiO3中的化合价的代数和为2+4-6=0，C正确；
D、Na2SiO3是盐，不是酸，D错误；
故选C。
9．A
解析：A．SiO2不溶于水，不能与水反应产生H2SiO3，因此物质不可以一步实现转化，A符合题意；
B．浓硫酸与铜在加热条件下生成硫酸铜，二氧化硫和水，因此可以一步实现转化，B不符合题意；
C．SO3与氢氧化钠或氧化钠反应产生Na2SO4，因此物质可以一步实现转化，C不符合题意；
D．N2O5中N元素呈+5价，化合价可降低，在合适还原剂作用下可一步转变为N2，因此可以实现一步转化，D不符合题意；
故选A。
10．C
解析：A．碳纤维材料属于新型无机非金属材料，故A错误；
B．有些非金属材料可以导电，如石墨、超导陶瓷等，故B错误；
C．光导纤维的成分是二氧化硅，二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，所以遇NaOH溶液易“断路”，故C正确；
D．玻璃是混合物，没有有固定的熔点，故D错误；
选C。
11．C
解析：A．氮气化学性质不活泼，可用作保护气，易液化的物质才可用作制冷剂，A不符合题意；
B．明矾溶于水能形成胶体，可以吸附水中的杂质，起到净水的作用，具有强氧化性的物质能杀菌消毒，明矾不能，B不符合题意；
C．常温下浓硝酸具有强氧化性，能在铁的表面迅速形成一层致密的氧化膜，阻止浓硝酸与铁进一步反应，这种现象称为钝化，因此可用铁质容器贮运浓硝酸，C符合题意；
D．SiO2能传导光信号，因此可用于制造光导纤维，与它的硬度无关，D不符合题意；
故选C。
12．C
解析：A．工业上制粗硅的反应为，反应中Si元素的化合价降低，C元素化合价升高，还原剂C与氧化剂SiO2的质量比为:60=2：5，选项A错误；
B．生产陶瓷的主要原料是黏土，选项B错误；
C．制造普通玻璃的原料：石灰石 、纯碱和石英，选项C正确；
D．由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的航空材料能增加韧性，故质地不会较脆，选项D错误；
答案选C。
13．A
解析：①二氧化硅由于其良好的光学特性是制造光导纤维的材料，故错误；
②玻璃中的二氧化硅能与NaOH反应生成硅酸钠，从而使瓶口和塞子粘结在一起，所以盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，故正确；
③水玻璃是硅酸钠溶液，硅酸钠耐高温可用作木材防火剂，故正确；
④二氧化硅与碳反应得到粗硅和一氧化碳，所以二氧化硅是制取粗硅的原料，故正确；
⑤石英玻璃、玛瑙的主要成分是SiO2，而不是硅酸盐产品，故错误；
⑥二氧化硅是酸性氧化物能与碱反应，所以光导纤维遇碱会“断路”，故正确；
⑦氢氟酸可与SiO2在常温下反应生成SiF4和H2O，可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，故正确；
错误的有①⑤，故选：A。
14．C
解析：若证明非金属性：，则需证明酸性H2CO3＞H2SiO3，锥形瓶中先制得二氧化碳，通入到硅酸钠溶液中，据此解题。
A．试剂c中二氧化硅不符合题意，故A错误；
B．盐酸易挥发，通入到硅酸钠溶液中也能生成硅酸沉淀，不能证明碳酸酸性大于硅酸，故B错误；
C．硫酸和碳酸钠溶液生成二氧化碳气体，二氧化碳通入到硅酸钠溶液中生成硅酸，可以证明碳酸酸性大于硅酸酸性，故C正确；
D．因硫酸钙微溶，故反应一段时间后反应即停止，故D错误；
故选C。
15．B
解析：A. 高炉炼铁的原料是铁矿石、石灰石、焦炭；制硅酸盐水泥得原料是黏土、石灰石；普通玻璃的原料是石灰石、石英砂、纯碱，据此分析；
B. 钠是一种比较活泼的金属，一般用电解法冶炼；
C. 溴元素存在于海洋中，称作“海洋元素”；
D.利用焦炭在高温下还原SiO2是常用的制备单质硅的方法。
A. 高炉炼铁的原料是铁矿石、石灰石、焦炭；制硅酸盐水泥得原料是黏土、石灰石；普通玻璃的原料是石灰石、石英砂、纯碱，因而高炉炼铁、生产普通硅酸盐水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，A项正确；
B. 钠是一种比较活泼的金属，一般用电解法冶炼，反应为：2NaCl2Na+Cl2↑，B项错误；
C. 溴元素存在于海洋中，称作“海洋元素”，通常用海水提取食盐后的母液为原料制取溴单质，C项正确；
D. 利用焦炭在高温下还原SiO2是常用的制备单质硅的方法，D项正确；
答案选B。
二、填空题
16． Na2O、Fe2O3 D 2CaO 5MgO 8SiO2 H2O HCO3－+H+＝H2O+CO2↑ 3：1
解析：（1）碱性氧化物是指能跟酸反应，生成盐和水的氧化物；
（2）石英坩埚成分为二氧化硅，和碱、碳酸钠、碳酸钙等反应；
（3）昆仑玉的成分中，硅为+4价，氧为-2价，钙和镁均为+2价，氢为+1价，根据化合价判断氧化物的化学式，并根据原子个数确定化学式前的系数；
（4）①小苏打和胃酸反应是碳酸氢钠和盐酸的反应，反应生成氯化钠、二氧化碳和水；
②结合化学反应定量关系计算。
（1）SO2、SiO2和碱反应生成盐和水为酸性氧化物，Na2O、Fe2O3和酸反应生成盐和水为碱性氧化物，Na2O2和酸反应发生氧化还原反应，为过氧化物，Al2O3和酸、碱反应均生成盐和水，属于两性氧化物，属于碱性氧化物的是Na2O、Fe2O3；
（2）A．NaOH和二氧化硅反应生成硅酸钠和水，故A不选；
B．CaCO3和二氧化硅高温下反应生成硅酸钙和二氧化碳，故B不选；
C．Na2CO3和二氧化硅高温下反应生成硅酸钙和二氧化碳，故C不选；
D．KHSO4和二氧化硅不反应，可用石英坩埚加热，故D选；
故答案选D；
（3）根据硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水，同时要遵循原子守恒，Ca2Mg5Si8O22(OH)2可表示为2CaO 5MgO 8SiO2 H2O；
（4）①小苏打和胃酸反应的离子反应方程式为HCO3－+H+＝H2O+CO2↑；
②根据反应NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O、Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O可知若中和等量的酸，消耗小苏打和Al(OH)3的物质的量之比为3：1。
17．硅(或Si或单晶硅) 二氧化硅(或SiO2) 硅(或Si) 铝硅酸盐或硅铝酸盐 具有Si-O键 硅相连的烃基
解析：略
18．(1)去除水中溶解氧
(2)排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压
(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触
解析：将过量的锌和氧化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，打开K1、K2，关闭K3，发生反应2Cr3++Zn→Zn2++2Cr2+，c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，打开K3，关闭K1、K2，继续产生的H2增大c中压强，可将CrCl2溶液压入装置d中反应。
（1）由题给信息，(CH3COO)2Cr·2H2O在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响(CH3COO)2Cr·2H2O的制备，故答案为：去除水中溶解氧；
（2）Zn和盐酸反应 Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化，故答案为：排除c中空气；
（3）打开K3，关闭K1和K2，c中产生H2使压强大于大气压，可使亮蓝色溶液流入d，故答案为：c中产生H2使压强大于大气压；
（4）d为敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触而被氧化，应在密闭容器中制备，且缺少氢气的处理装置，故答案为：敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触。
19．(1)SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+2Cl-
(2) N2 NO2
(3) 1∶2 NA
(4) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
解析：X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体。X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收，X是化石燃料燃烧的产物之一，是形成酸雨的物质，则X为SO2；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用，则Y为Cl2；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应，则Z为NO2；W气体的水溶液滴入酚酞变红色，溶液呈碱性，则W为NH3。
(1)SO2、Cl2两种气体按物质的量之比1∶1在水溶液中能发生反应：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+2Cl-。故答案为：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+2Cl-；
(2)NO2在催化剂条件下能与NH3反应，该反应的化学方程式：6NO2+8NH37N2+12H2O，反应产物中的单质应是N2(填化学式)；该反应是氧化还原反应，二氧化氮中的氮元素由+4价降为0价，氧化剂是NO2(填化学式)。故答案为：N2；NO2；
(3)Z为NO2，NO与水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，氧化剂与还原剂均为二氧化氮，氧化剂生成NO、还原剂得到硝酸，可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，由方程式可知，每3molNO2参加反应，转移2mol电子， 1molZ参与反应转移电子数为NA。故答案为：1∶2；NA；
(4)玻璃中含有元素Q的氧化物，用氢氟酸雕刻玻璃的原理为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(用化学方程式表示，下同)生成四氟化硅和水；NaOH溶液不能盛放于带磨口的玻璃塞的试剂瓶，玻璃中的二 氧化硅能与碱反应，生成硅酸钠和水，其原因是SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。