2024-2025高一下学期人教版化学必修二第五章第三节无机非金属材料课后练习（含答案）

2024-2025高一下学期 人教版化学必修二
第五章 第三节 无机非金属材料课后练习
【基础过关】
1．化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是
A．华为首款搭载了智能5nm制程SoC “麒麟9000”手机芯片的主要成分是硅
B．国产飞机C919用到氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C．可用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃
D．普通玻璃和水泥的生产原料均含黏土
2．下列有关说法中正确的是
A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体，常用作制作太阳能电池的材料
B．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物
C．水晶、玛瑙、水泥、陶瓷、玻璃均为硅酸盐产品
D．用反应制玻璃，由该反应得出硅酸的酸性比碳酸强
3．下列对晶体硅的有关叙述正确的是
A．晶体硅是生产芯片的基础材料
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵，没有被广泛使用
D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
4．中华文明源远流长，文物记载着历史的灿烂成就。下列文物的主要成分为硅酸盐的是
A．仰韶文化彩陶盆 B．故宫大理石螭首 C．鎏金铜缸 D．水晶杯
A．A B．B C．C D．D
5．由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是
A．X为
B．和均可循环利用
C．“九章三号”光量子计算原型机所用芯片的主要成分是Si
D．①②③均属于氧化还原反应
6．下列有关材料的说法不正确的是
A．碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温耐磨的特点
B．晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维
C．硬铝是一种铝合金，是制造飞机和飞船的理想材料
D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，具有电阻率低的特点
7．下列物质的转化过程，在给定条件下不能实现的是
A．石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
B．黄铁矿SO2SO3H2SO4
C．AlNa[Al(OH)4] Al(OH)3Al2O3
D．NH3NONO2HNO3
8．下列对应的离子方程式正确的是
A．氢氟酸雕刻玻璃： SiO2 + 4H+ + 4F-=SiF4↑ + 2H2O
B．氯化铜溶液中通入硫化氢气体：Cu2+ + H2S=CuS↓ + 2H+
C．将CO2通CaCl2溶液中：CO2 + H2O + Ca2+=CaCO3↓ + 2H+
D．向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O：Al3+ + 4NH3·H2O=[Al(OH)4]- +4NH
9．下列物质间的转化能通过一步反应实现的是
A． B． C．SO3H2SO4 D．
10．下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的是
①氨气极易溶于水，故可用做制冷剂
②单质硫易溶于CS2，实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管
③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃
④常温下浓硝酸可以用铝罐储存，说明铝与浓硝酸不反应
⑤常温下将铜片插入浓硫酸时无明显现象，说明浓硫酸可以使铜钝化
⑥SO2可用做食品添加剂
A．①④⑥ B．②③⑥ C．②④⑤ D．①③⑤
11．在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
A．
B．
C．
D．
12．关于试剂保存方法，下列说法正确的是
A．酸性高锰酸钾溶液保存在棕色细口瓶中 B．氢氧化钠溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中
C．保存液溴、白磷、金属钠要用水封 D．汽油存放在带橡胶塞的棕色试剂瓶中
13．下列关于物质的分类组合正确的是
选项 碱 盐 酸性氧化物 碱性氧化物
A Ba(OH)2 NaHSO4 SO3 Na2O
B NaOH K2CO3 NO2 CaO
C 纯碱 胆矾 CO2 K2O
D Ca(OH)2 FeSO4 SO2 SiO2
A．A B．B C．C D．D
14．能实现下列物质间直接转化的元素是
A．Si B．S C．Cu D．Fe
15．下列有关二氧化硅的说法中，错误的是
A．二氧化硅属于酸性氧化物，但又能与氢氟酸反应
B．二氧化硅是一种广泛应用的半导体材料
C．盛放NaOH 溶液的玻璃瓶，不能用玻璃塞
D．水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅
16．结构决定性质，性质决定用途。下列物质性质和用途相匹配的是
选项 物质性质 用途
A 氨气极易溶于水 液氨常用作制冷剂
B SiO2硬度大 SiO2可用作制光导纤维
C 铁粉还原性强 铁粉可用做食品袋中的抗氧化剂
D SO2有毒 葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用
A．A B．B C．C D．D
17．化学与生产和环境密不可分，下列说法错误的是
A．工业生产玻璃和水泥，均需用石灰石作原料
B．木材、织物浸过水玻璃后，具有一定耐火性
C．氯碱工业中可以用氨气检查氯气管道是否泄漏
D．硅的是良好的半导体材料，可用于生产光导纤维
【素养提升】
18．下列关于物质俗名与用途的匹配关系不正确的是
A B C D
物质 Fe2O3 Na2SiO3的水溶液 CuSO4 NaHCO3
俗名 铁红 水玻璃 胆矾 小苏打
用途 红色颜料 黏合剂 检验水蒸气 发酵粉
A．A B．B C．C D．D
19．下列有关及其化合物的叙述错误的是
A．石墨、碳纳米管、富勒烯是同素异形体
B．是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机
C．制成玻璃纤维，由于导电能力强而被用于制造芯片
D．玻璃、水泥、陶瓷其成分均含有硅酸盐
20．向Y溶液中通入气体X，下列现象错误的是
选项 气体X Y溶液 现象
A H2S 硫酸铜溶液 产生黑色沉淀
B HCl Fe(NO3)2溶液 溶液颜色不发生变化
C NO2 水玻璃 产生白色胶状沉淀
D CO2 饱和碳酸钠溶液 析出晶体
A．A B．B C．C D．D
21．许多无机非金属材料含有硅元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。以下为制备高纯硅的主要工艺流程图：
已知：沸点，且能与剧烈反应，并在空气中易自燃。
回答下列问题：
(1)在元素周期表中，硅与碳同主族。可用下图装置进行实验对比硅与碳的非金属性强弱关系。
供选试剂有：①稀盐酸；②稀硫酸；③碳酸钠；④溶液。
试剂A为 （填序号，下同），试剂C为 。
(2)该工艺流程中反应①的化学方程式为 。
(3)在实验室中模拟该工艺流程的反应④，其装置如图（热源及夹持装置已略去）。
①装置B中的试剂是 ，装置C温度保持在左右，采用的加热方式是 。
②实验中先打开A中活塞，反应一段时间，收集尾气验纯后，再加热D处石英管。目的是 。
(4)整个流程中能循环利用的物质有 。
22．如图是由常见元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。常温常压下，B、E、F、H、I均为气体，F无色无味且能使澄清石灰水变浑浊；B、E、I均有刺激性气味，E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B、E在空气中相遇会产生白烟，I为红棕色。A是一种常见的肥料。C、G、K的焰色试验呈黄色(反应中生成的部分物质已略去)。
请回答下列问题：
(1)物质F的化学式为 ，D物质的电子式 。
(2)写出反应D→B+E 的化学方程式： 。
(3)写出反应④的离子方程式： 。
(4)写出反应E→H 的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目： 。
(5)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。现可以使用或其他物质将氮氧化物还原为。请以尾气中的处理为例，写出相关反应的化学方程式 。
23．硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：
(1)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括 、水泥和玻璃；下列物品含有的是 (填序号)。
①水晶项链 ②玛瑙 ③石英钟 ④硅太阳能电池 ⑤光导纤维 ⑥计算机芯片
(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应该用橡胶塞而不用玻璃塞的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图：
①流程①焦炭体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。
②实验室模拟上述过程④制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是 。
A．装置Ⅱ洗气瓶装的是浓硫酸
B．装置Ⅲ的烧杯中装的是热水
C．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K
D．为鉴定高纯硅中是否含微量铁单质，需要用的试剂为盐酸、硫氰化钾溶液
遇水发生剧烈的水解反应，生成H2SiO3、HCl和一种可燃性气体单质，写出该水解反应的化学方程式 。
④在制备高纯硅的过程中都需隔绝空气，否则可能引起的后果是 (写出两条即可)。
参考答案
1．D2．A3．A4．A5．A6．B7．C
8．B
【详解】A．氢氟酸是弱酸，在离子方程式中不能拆写成离子形式，则氢氟酸雕刻玻璃的方程式为，A错误；
B．氯化铜溶液中通入硫化氢气体，发生反应生成硫化铜沉淀和盐酸，离子方程式为，B正确；
C．由于盐酸的酸性比碳酸强，根据强酸制弱酸原理，CO2通CaCl2溶液中不发生反应，C错误；
D．向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O，生成氢氧化铝沉淀，因为氨水是弱碱，不能溶解氢氧化铝，正确的离子方程式为，D错误；
故选B。
9．C
【详解】A．能通过一步反应实现，在放电条件下与氧气生成NO，NO与氧气反应生成，A错误；
B．不能通过一步反应实现，S与氧气反应生成SO2，在催化剂作用下SO2生成SO3，B错误；
C．SO3与水反应生成H2SO4，C正确；
D．不能通过一步反应实现，SiO2先与碱反应生成Na2SiO3，再发生强酸制弱酸的反应生成H2SiO3，D错误；
故选C。
10．B
【详解】①NH3可用作制冷剂，是因为液氨气化时能使周围环境的温度降低，与NH3极易溶于水的性质无关，①不正确；
②单质硫是由非极性分子构成的物质，易溶于非极性分子构成的溶剂CS2中，因此实验室可利用此性质，清洗沾有硫单质的试管，②正确；
③氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应，从而腐蚀玻璃，所以工业上生产磨砂玻璃时，可用氢氟酸溶液腐蚀玻璃，③正确；
④常温下浓HNO3与Al反应，生成一层致密的氧化膜，从而阻止铝与浓HNO3的进一步反应，所以可以用铝罐储存，不能说铝与浓HNO3不反应，④不正确；
⑤常温下将铜片插入浓硫酸时无明显现象，并不是浓硫酸使铜钝化，而是不发生反应，⑤不正确；
⑥SO2具有还原性，可用做食品的抗氧化剂，⑥正确；
故答案选B。
11．C
【详解】A．Fe与Cl2在点燃的条件下生成FeCl3，A错误；
B．与少量反应生成，与足量氧气反应生成，不会生成 ，B错误；
C． ，，可以实现的转化，C正确；
D．难溶于水，与水不反应，D错误；
故答案为：C。
12．A
【详解】A．酸性高锰酸钾溶液，见光或受热易分解，应该存放在棕色细口瓶中，故A正确；
B．氢氧化钠溶液是强碱性溶液，能和玻璃的主要成分二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠，使瓶塞与瓶身黏在一起、难以打开，不能保存在带玻璃塞的试剂瓶中，故B错误；
C．钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气，不能用水封，故C错误；
D．汽油等有机溶剂易使橡胶溶解而膨胀，因而不能用橡胶塞，故D错误；
答案选A。
13．A
【详解】A．氢氧化钡是碱；硫酸氢钠是酸式盐，属于盐；三氧化硫能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物；氧化钠能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，A正确；
B．二氧化氮能和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，氮元素化合价发生变化，不属于酸性氧化物，B错误；
C．碳酸钠俗称纯碱，属于盐，C错误；
D．SiO2能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，D错误；
故选A。
14．B
【详解】A．硅可与氧气反应生成二氧化硅，但二氧化硅与水不反应，故A不符合题意；
B．，二氧化硫＋水→亚硫酸，亚硫酸＋氢氧化钠→亚硫酸钠＋水，亚硫酸钠属于盐，由此可知，硫元素可实现这一系列转化，故B符合题意；
C．铜与氧气加热反应生成CuO，但CuO与水不反应，故C不符合题意；
D．铁的氧化物与水不反应，故D不符合题意；
故选B。
15．B
【详解】A．二氧化硅能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，但又能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，A正确；
B．单晶硅是一种广泛应用的半导体材料，而二氧化硅是一种广泛应用的光导纤维材料，B错误；
C．氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成具有粘性的硅酸钠溶液，将玻璃瓶和玻璃塞粘到一起，所以盛放NaOH溶液的玻璃瓶，不能用玻璃塞，C正确；
D．水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，D正确；
故选B。
16．C
【详解】A．氨气易液化，液氨汽化需要吸收大量的热，可用作制冷剂，A项不符合题意；
B．光导纤维的主要成分是二氧化硅，光导纤维是利用光的全反射原理，与二氧化硅的硬度大小无关，B项不符合题意；
C．铁粉可用作食品袋中的抗氧化剂，因为其具有强还原性，C项符合题意；
D．具有还原性且能使蛋白质变性，葡萄酒里含有的SO2具有杀菌和抗氧化作用，D项不符合题意；
答案选C。
17．D
【详解】A．玻璃生产需石灰石、纯碱和石英；水泥生产需石灰石和黏土，均需用石灰石，A正确；
B．硅酸钠水溶液为水玻璃，不易燃烧，常用作木材、纺织品防火剂，B正确；
C．氯气与氨气反应生成白烟()和氮气，可用于检测是否泄漏，C正确；
D．光导纤维主要成分为SiO2，D错误；
故答案选D。
18．C
【详解】A．Fe2O3俗名铁红，为红棕色粉末，性质稳定，可以用作红色颜料，故A不选；
B．Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有粘性，可以用作黏合剂，故B不选；
C．硫酸铜的俗名不是胆矾，胆矾是，故C选；
D．NaHCO3俗名小苏打，受热易分解产生气体，可以用作发酵粉，故D不选；
答案选C。
19．C
【详解】A．石墨、碳纳米管、富勒烯都是碳元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，A正确；
B．是一种新型无机非金属材料，硬度大，可用于制造发动机，B正确；
C．制成玻璃纤维，由于导光能力强而被用于制造光缆，不能导电，C错误；
D．玻璃、水泥、陶瓷属于传统的无机非金属材料，其成分均含有硅酸盐，D正确；
故选C。
20．B
【详解】A．H2S与CuSO4反应生成CuS黑色沉淀，H2S+CuSO4=H2SO4+CuS↓，A正确；
B．Fe2+具有还原性，遇H+可以表现强氧化性，它们可以发生氧化还原反应3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O，溶液由浅绿色变为黄色，B错误；
C．NO2与H2O反应生成HNO3，3NO2+H2O=2HNO3+NO，HNO3与Na2SiO3反应生成H2SiO3白色胶状沉淀，2H++= H2SiO3↓，C正确；
D．Na2CO3溶液与CO2反应生成NaHCO3，Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3↓，NaHCO3溶解度较小，因此饱和Na2CO3溶液与CO2反应后会析出晶体，D正确；
故选B。
21．(1) ② ④
(2)
(3) 浓硫酸 热水浴 排尽装置中的空气，防止水解和自燃（或防止氢气与空气混合爆炸等合理均给分）
(4)和HCl
【详解】（1）由实验装置图可知，该实验的目的是利用强酸制弱酸的原理，通过比较碳酸和硅酸的酸性强弱比较碳元素和硅元素的非金属性强弱，制备二氧化碳时，为防止盐酸挥发出的氯化氢干扰二氧化碳与硅酸钠溶液的反应，应选择稀硫酸制备二氧化碳，二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀说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；
（2）石英砂和焦炭高温生成粗硅和一氧化碳：；
（3）根据分析可知，装置B中的试剂是浓硫酸，装置C温度保持在左右，采用的加热方式是水浴加热；实验中先打开A中活塞，反应一段时间，收集尾气验纯后，再加热D处石英管，目的是排尽装置中的空气，防止水解和自燃；
（4）根据分析可知，整个流程中能循环利用的物质有和HCl。
22．(1) CO2
(2)NH4Cl HCl+NH3
(3)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)
(5)8NH3+6NO27N2+12H2O
【详解】（1）
由上述推断可知，F为CO2，D为NH4Cl，氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物，电子式为；
（2）D为NH4Cl，分解生成HCl和NH3，化学方程式为：NH4Cl HCl+NH3；
（3）反应④是稀硝酸与铜反应，离子方程式：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（4）
E→H 是氨气催化氧化反应，化学方程式4NH3+5O24NO+6H2O；反应中O元素得电子，化合价降低，N元素失电子，化合价升高，转移电子数目为20，电子转移的方向和数目可表示为；
（5）用NH3或其他物质将氮氧化物还原为N2时，发生归中反应，生成氮气和水，方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O。
23．(1) 陶瓷 ①②③⑤
(2)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
(3) 还原性 AB 氢气与氧气混合发生爆炸；SiHCl3遇水水解
【详解】（1）传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括陶瓷、水泥和玻璃；①水晶项链、②玛瑙、③石英钟、⑤光导纤维中含有，④硅太阳能电池、⑥计算机芯片中含Si，故选：①②③⑤；
（2）保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应该用橡胶塞而不用玻璃塞的原因是玻璃中SiO2与NaOH反应生成粘性硅酸钠，使瓶塞粘连：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；
（3）①根据分析，流程①中C元素化合价升高，故焦炭体现了还原性；
②I中锌与稀硫酸反应制备氢气，Ⅱ中盛放浓硫酸，干燥氢气，Ⅲ中盛放热水，使SiHCl3变为气体，Ⅳ中SiHCl3与氢气反应制得Si。
A．根据分析，装置Ⅱ洗气瓶装的是浓硫酸，A正确；
B．根据分析，装置Ⅲ的烧杯中装的是热水，B正确；
C．实验时，应先将打开活塞K，用氢气将装置中的空气排干净，再加热管式炉，C错误；
D．铁单质与稀盐酸反应的产物为氯化亚铁，应选用铁氰化钾溶液检验亚铁离子，故需要用的试剂为盐酸、铁氰化钾溶液，D错误；
故选AB；
③SiHCl3遇水发生剧烈的水解反应，生成H2SiO3、HCl和一种可燃性气体单质，应为H2，水解的化学方程式为：；
④H2遇O2受热时可能发生爆炸，所以H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是：氢气与氧气混合发生爆炸；SiHCl3遇水水解。