必修第二册 5.3 无机非金属材料 同步练习题(含解析)

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第五章 第三节 无机非金属材料 同步练习题
一、选择题（（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项。）
1． 气凝胶是一种世界上最轻的固体，世被称为“固态烟”，非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重量几千倍的压力，最高能承受1400摄氏度的高温，绝热性能十分优越，其主要成分是二氧化硅等。下列说法正确的是(　　)
A．该材料具有良好的导电性
B．二氧化硅可用于制作光导纤维
C．二氧化硅耐所有的酸和碱
D．水泥的主要成分是二氧化硅
2． “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,其主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土
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
3． 有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列关于硅及其化合物的说法正确的是(　　)
A．SiO2是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应
B．高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2
C．光导纤维的主要成分是SiO2
D．太阳能发电板的主要材料是SiO2
4． (资治通鉴·后晋高祖天福二年)有言：“闽主作紫微官，饰以水晶”。下列关于水晶主要成分的说法正确的是(　　)
A．是一种硅酸盐
B．分子式为SiO2
C．是酸性氧化物，不溶于任何酸
D．在高温条件下可与碳酸钠反应
5． 下列反应不能一步完成的是(　　)
A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3
C．Na2SiO3→H2SiO3 D．H2SiO3→SiO2
6． 宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，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．陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸
7． 下列说法正确的是(　　)
A．因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
B．下列转化在一定条件下能够实现:SiO2SiCl4 Si
C．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
D．Si和SiO2都用于制造光导纤维
8． 下列叙述正确的是(　　)
A．CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸
B．SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
C．SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应
D．水晶的主要成分是SiC
9． 下列关于硅酸的说法正确的是(　　)
A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应制得
B．用反应Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的原理
C．硅酸难溶于水，不能与NaOH溶液反应
D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂
10．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，下列说法正确的是(　　)
A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物
B．玛瑙和红宝石的主要成分都是SiO2，SiO2和Si都是制造半导体的材料
C．高温下SiO2能与Na2CO3反应放出CO2，说明H2SiO3的酸性强于H2CO3
D．Na2SiO3溶液中加入盐酸可制备硅酸胶体
11．碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
12．硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是(　　)
A．反应SiO2+2C2CO↑+Si，每生成1 mol Si转移4 mol e
B．光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强
C．光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料
D．陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品
13．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)
A．CO2是气体，SiO2是固体
B．二氧化硅的熔点比二氧化碳高
C．根据反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强
D．CO2通入Na2SiO3稀溶液中析出硅酸沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
14．只含SiO2杂质的石灰石样品，在高温下熔烧得到的残留物经检验为一纯净物，则原样品中SiO2的质量分数为(　　)
A．28.5% B．37.5% C．40% D．62.5%
15．某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。某课外兴趣小组对X进行如下实验探究：
下列说法正确的是(　　)
A．12.8g固体可能为Fe2O3
B．混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
C．Fe2O3、Cu的物质的量之比为1:1
D．m＞24.8
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(14分)已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。
(1)A的用途为 任写一种)，B、D的化学式分别是________、________。
(2)写出化学方程式：
①________________________________________。
④________________________________________。
(3)写出离子方程式：
②___________________________________________。
③___________________________________________。
⑤___________________________________________。
17．(14分)中国高铁对实现“一带一路”的倡议有重要的作用。
(1)建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和________；还需要加入适量________调节水泥硬化速率。
(2)高铁上的信息传输系统使用了光导纤维,其主要成分是________；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是________。
(3)高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为____________________。
(4)高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品。向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式为 。
18．(12分)为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B所盛的试剂是__________，其作用是__________________________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是________________________________。
(4)由此得到的结论是酸性：________>________＞________。
1．答案：B
解析：A、气凝胶的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不导电，选项A错误；B、二氧化硅可用于制作光导纤维，选项B正确；C、二氧化硅可溶于强碱和氢氟酸，选项C错误；D、水泥的主要成分是硅酸盐，选项D错误。答案选B。
2．答案：C
解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误;陶瓷的主要原料是黏土，玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，水泥的主要原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，D项错误。
3．答案：C
解析：A. SiO2是一种酸性氧化物，能和氢氟酸反应，A错误；B. 高温下，工业制硅的反应方程式为2C+SiO2Si+2CO，B错误；C. 光导纤维的主要成分是SiO2，C正确；D. 硅是半导体，
4．答案：D
解析：A. 水晶主要成分是二氧化硅，属于氧化物，不是硅酸盐，选项A错误；B. 二氧化硅是原子晶体，其化学式为SiO2，不存在分子，选项错误；C. 二氧化硅是酸性氧化物，能溶于氢氟酸，选项C错误；D. 在高温条件下可与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，选项D正确。答案选D。
5．答案：B
解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠;Na2SiO3溶液中通入CO2或加入盐酸都可以生成H2SiO3;硅酸可直接加热分解生成二氧化硅,故只有B符合题意。
6．答案：C
解析：不同的金属氧化物颜色可能不同,在高温下,釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变,故A正确;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,氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料,故B正确;瓷器的原料主要是黏土烧结而成,瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅,是混合物,故C错误;HF能与二氧化硅反应,陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅,所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸,故D正确。
7．答案：A
解析：A、HF与SiO2反应，SiO2+HF=SiF4+H2O，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记，故A正确；B、SiO2只溶于HF，不溶于盐酸，故B错误；C、HF与SiO2反应体现的是HF的特性，SiO2与其他的酸不反应，不是两性氧化物，故C错误；D、Si用于制造晶体管，SiO2用于制造光导纤维，故D错误。故选A。
8．答案：C
解析：A项，CO2与水反应，SiO2与水不反应，也不溶于水；B项，SiO2为酸性氧化物，能与氢氟酸反应，但CO2不能与酸反应；D项，SiC俗称金刚砂。
9．答案：D
解析：SiO2不溶于水也不能与水反应生成硅酸，A项错误；B项中反应是利用了强酸制弱酸的原理，B项错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C项错误。
10．答案：D
解析：A．二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应，反应方程式为SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O；也能和特殊的酸氢氟酸反应，反应方程式为：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O，但二氧化硅属于酸性氧化物，故A错误；B．二氧化硅是光导纤维的材料，故B错误；C．常温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，不是在常温下进行，且不是在水溶液中进行，不能说明硅酸的酸性强于碳酸，故C错误；D．盐酸的酸性比硅酸酸性强，所以Na2SiO3溶液中加入盐酸可制备硅酸胶体，故D正确；故选D。
11．答案：B
解析：根据强酸制弱酸的原理，CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，此项实验事实可证明碳酸的酸性比硅酸强。
12．答案：B
解析：标出选项A反应前后元素的化合价，分析反应前后化合价的变化，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错误；金刚砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸盐产品，故D说法错误。
13．答案：D
解析：酸性强弱与这种酸的氧化物的状态和物理性质无关，A、B均不正确；C项反应只有在高温条件下才能进行，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强；D项属于较强的酸制取较弱的酸，能够证明硅酸的酸性弱于碳酸的酸性。
14．答案：B
解析：只含SiO2杂质的CaCO3样品，在高温煅烧后，残余物为一纯净物，说明SiO2和CaCO3样品恰好完全反应生成CaSiO3，根据化学方程式：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，则原样品中SiO2的质量分数为60/（60+100）×100%=37.5%，故选：B。
15．答案：D
解析：A.因为盐酸是足量的，则12.8g固体不可能为Fe2O3，故A错误；B. 混合物X中Al2O3不一定含有，故B错误；C. 盐酸是足量的，所以Fe2O3会完全反应，但是铜不一定会完全反应，但当加入过量氢氧化钠溶液时，SiO2和 Al2O3会完全反应，所以剩余的固体只能是铜，根据反应Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O，2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2，得到关系式：Fe2O3 ∽ Cu，因为铜有剩余，则Fe2O3、Cu的物质的量之比小于1:1，故C错误；D.固体X中一部分Fe2O3和Cu溶于盐酸后剩余24.8g固体，则m＞24.8，故D正确；答案选D。
16．答案： (1)制光导纤维(合理即可)　Na2SiO3　H2SiO3
(2)①Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ ④H2SiO3H2O+SiO2
(3)②CO2+H2O+ SiO32-=== CO32-+H2SiO3↓ ③SiO2+2OH ===+H2O
⑤SiO32-+2H+===H2SiO3↓
解析：由A是一种装饰品的主要成分，高温下能与纯碱反应知，A是SiO2。SiO2与纯碱反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中可反应生成H2SiO3，而H2SiO3受热分解又可生成SiO2，所以A是SiO2，B是Na2SiO3，D是H2SiO3。
17．答案：(1)石灰石　石膏 (2)SiO2　Si (3)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
(4) SiO32-+2H+H2SiO3(胶体)
解析：(1)生产水泥的主要原料是：石灰石和黏土；生产水泥的主要设备是：水泥回转窑；(2)光导纤维，其主要成分是SiO2，具有良好的导光性，硅单质是半导体材料，常用于计算机芯片的材料和太阳能电池,乘务员使用的无线通话机的芯片材料是硅；(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅,反应方程式为：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O；(4)向硅酸钠溶液中滴入稀盐酸,反应生成硅酸胶体,离子方程式：SiO32-+2H+ H2SiO3(胶体)。
18．答案：(1)盐酸 (2)饱和NaHCO3溶液　吸收HCl气体
(3)Na2SiO3溶液　
SiO32-+CO2+H2O===H2SiO3↓+ CO32- (或SiO32-+2CO2+2H2O===2HCO3- +H2SiO3↓)
(4)HCl　H2CO3　H2SiO3
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