人教版（2019）必修二 5.3无机非金属材料 同步课时练（含解析）

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5.3 无机非金属材料 同步练习
一、单选题
1.现代光学及光纤制品的基本原料是（ ??）
A.?SiO2?? ??????????????????????????????????????B.?Cu?? ??????????????????????????????????????C.?Al?? ??????????????????????????????????????D.?C
2.下列物质中属于酸性氧化物，但不能与水反应的是(?? )
A.?Na2O?????????????????????????????????????B.?SiO2?????????????????????????????????????C.?CO?????????????????????????????????????D.?SO2
3.下列表述中正确的是（??? ）
①提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料
④光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A.?①②③?????????????????????????????????B.?②④?????????????????????????????????C.?①③⑤?????????????????????????????????D.?③④⑤
4.2020年2月4日投_????????¨???????±?_火神山医院在建设中使用了大量建筑材料。下列主要成分为无机非金属材料的是（ ??） www.21-cn-jy.com
A.?瓷砖 ????????????????????????????????????B.?硫氧镁彩钢板
C.?塑料管道 ?????????????????????????????D.?螺纹钢
5.某学生进行了如下实验：
编号 I II
实验
?
现象 a中产生凝胶状沉淀 b中凝胶状沉淀溶解，c中无明显变化
下列结论正确的是(?? )
A.?由I能说明酸_??§H2CO3_> H2SiO3
B.?由II可知结合氢离子的能力CO32- > HCO3-
C.?向Na2SiO3溶液中通入少量CO2 ， 发生反应SiO32- +CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓
D.?将新制的硅酸与硅酸钠溶液混合不会出现明显现象21cnjy.com
6.下列各组物质中，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有（?? ）
序号 X Y Z W
① Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2
② Na NaOH Na2CO3 NaCl
③ Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl
④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2
A.?②③??????????????????????????????????B.?①③④??????????????????????????????????C.?①④??????????????????????????????????D.?①②③
7.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是（ ??）
A.?键能 、 ，因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.?立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C.?SiH4中Si的化合价为+4，CH4中C的化合价为-4，因此SiH4还原性小于CH4
D.?Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成 键
8.我国的瓷器以“入窑一色，出窑万彩"的神奇窑变而着称。下列关于陶瓷的说法正确的是（ ??）
A.?瓷器中_??????è???¤?é???±?_元素，因此陶瓷属于金属材料
B.?高品质的白瓷晶莹剔透，属于纯净物
C.?氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D.?“窑变”是高温下釉料中某些金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化21世纪教育网版权所有
9.下列关于SiO2和Si的叙述中，正确的是（ ??）
A.?都能跟强碱溶液反_??????é????????è·?_任何酸反应
B.?都能跟烧碱反应，都不会跟纯碱反应
C.?Si能跟某些非金属单质反应，SiO2跟任何非金属单质都不反应
D.?两者都是空间立体网状结构，熔点和沸点都比较高【来源：21·世纪·教育·网】
10.清华大学的科学家_?°???¤è????????è??_技术与时兴的碳纳米管和石墨烯结合，发现通过给蚕宝宝喂食含有碳纳米管和石墨烯的桑叶，可以获得更加牢固的蚕丝纤维。已知：当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。下列说法正确的是(?? ) www-2-1-cnjy-com
A.?蚕丝纤维的主要成分是纤维素?????????????????????????????B.?石墨烯像烯烃一样，是一种有机物
C.?碳纳米管和石墨烯互为同素异形体??????????????????????D.?碳纳米管具有丁达尔效应2-1-c-n-j-y
二、综合题
11.现代化城市建设离不开各种材料。
（1）水泥具有_________??§??????_吸水性；水泥砂浆是________、________和水的混合物，是建筑用黏合剂；混凝土是________、________和________的混合物，用钢筋做结构的混凝土强度很大。
（2）玻璃生产的主要原料是________、________和________。
12.硅在地_????????????é??è??_高，硅及其化合物的开发由来已久。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
?
（1）工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃生成粗硅的化学方程式为________。
（2）在流化床反应的产物中，S_iHCl3?¤§_约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式_________。 21·世纪*教育网
（3）有关物质的熔沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_________；
SiHCl3极易水解且生成某种可燃性气体，其完全水解的产物为_________。
物质 Si SiCl4 ?SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
熔点/°C 1410 -70.4 -126.5 -122 -118 -114.2 -185
沸点/°C 2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
（4）还原炉中发生的化学反应为： ________。.
（5）上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外， 还有_________。
三、实验探究题
13.???????????????????
（1）工业上通常利用SiO2_??????????????????_取硅，写出反应的化学方程式________。工业上还可以利用镁制取硅，反应为2Mg+SiO2=2MgO+Si，同时会发生副反应：2Mg + Si=Mg2Si。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置，试回答下列问题： 2·1·c·n·j·y
（2）由于O2和H2O（g）的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用________(填序号)。 21*cnjy*com
a.石灰石??
b.锌粒??
c.纯碱
（3）实验开始时，必须先通一_??????é??X?°????_，再加热反应物，其理由是 ________；当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，其原因是________。 【来源：21cnj*y.co*m】
（4）反应结束后_????????·???è?????_温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因是副产物Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷）气体，然后SiH4自燃。用化学方程式表示这两个反应①________，②________。 21教育名师原创作品
14.在平板电视显示屏生产过程中产生的废玻璃粉末中含有二氧化铈(CeO2)。
（1）在空气中煅烧Ce(OH)CO3可制备CeO2 ， 该反应的化学方程式________；
（2）已知在一定条件下，电解熔融状态的CeO2可制备Ce，写出阴极的电极反应式________；

（3）某课题组用_???è?°????????????_末(含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其它少量不溶于稀酸的物质)为原料，设计如图流程对资源进行回收，得到Ce(OH)4和硫酸铁铵。
①过滤得到滤渣B时，需要将其表面杂质洗涤干净。洗涤沉淀的操作是________。
②反应①的离子方程式为________。
③如下图，氧化还原滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
该产品中Ce(OH)4的质_é???????°???_________(保留两位有效数字)。若滴定所用FeSO4溶液已在空气中露置了一段时间，则测得该Ce(OH)4产品的纯度________ (“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
答案解析部分
一、单选题
1. A
解答：A. 二氧化硅具有良好的光学效果，是高性能通讯材料光导纤维的主要原料，故A符合题意； 21·cn·jy·com
B. 铜是电的良导体，不是良好的光学材料，故B不符合题意；
C. 铝是电的导体，不是良好的光学材料，故C不符合题意；
D. 碳元素形成的单质石墨是电的良导体，不是良好的光学材料，故D不符合题意；
故答案为：A。
分析：现代光学及光纤制品的基本原料是二氧化硅，铜、铝、碳不具有良好的光学性，不是现代光学及光纤的基本原料，据此即可解答。21*cnjy*com
2. B
解答：A. Na2O属于碱性氧化物，与水反应生成氢氧化钠，A不符合；
B. SiO2能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，但是二氧化硅难溶于水，B符合；
C. CO不是酸性氧化物，也不溶于水，C不符合；
D. SO2能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，易溶于水生成亚硫酸，D不符合；
故答案为：B。
分析：氧化物是由两种元素组成并且一种元素是氧元素的化合物，能和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物，据此解答。
3. C
解答：_????°?????????????_的无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故①符合题意；②玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②不符合题意；③氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物，属于新型无机非金属材料，故③符合题意；④光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，故④不符合题意；⑤硅是良好的半导体，太阳能电池的主要成分是硅单质，太阳能是清洁能源，故⑤符合题意；
故答案为C。
分析：①_???????°??????????_分是硅酸盐分析；
②依据玛瑙的成分是晶体二氧化硅的存在形式分析判断；
③依据氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物分析；
④依据光导纤维的主要成分是二氧化硅的特性分析判断；
⑤依据晶体硅可以制太阳能电池分析.
?
4. A
解答：A．瓷砖为硅酸盐材料属于无机非金属材料，A项符合题意；
B．钢板属于金属材料，B项不符合题意；
C．塑料属于有机高分子材料，C项不符合题意；
D．螺纹钢属于金属材料，D项不符合题意；
故答案为：A。

分析：区分无机非金属材料、金属材料、有机高分子材料的用途。
5. B
解答：A.为除去盐酸，不能确定硅酸钠是与盐酸反应，还是与二氧化碳反应，故A不符合题意
B.b中凝胶状沉淀溶解，而c中无明显现象，故碳酸根结合氢离子的能力较强，故B符合题意
C.由第二组实验可知，硅酸的酸性强于碳酸氢根，故反应为 SiO32-?+2CO2+2H2O=2HCO3-+H2SiO3↓，故C项不符合题意
D.能形成硅酸凝胶，故D不符合题意
故答案为：B

分析：根据二组实验可知，硅酸的酸性强于碳酸氢根，弱于碳酸，故结合氢离子的能力碳酸根结合氢离子的能力较强
6. D
解答：①Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 Si，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系；
②Na NaOH Na2CO3 NaCl Na，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系；
③Cl2 Ca（ClO）2 HClO HCl Cl2 ， 满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系；
④Fe与Cl2反应_?????????FeC_l3 ， FeCl3与Fe反应可得到FeCl2 ， FeCl2与氢氧化钠生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁得不到Fe，故不满足题意；
故答案为：D。
分析：①硅与氢氧化钠生_??????é??é????????_盐酸反应生成硅酸，受热分解成二氧化硅，与碳共热反应生成硅单质；
②钠与水生成氢氧化钠，通二氧化碳生成碳酸钠，与盐酸反应生成氯化钠，电解成钠；
③氯气与熟石灰生成次氯酸钙，与二氧化碳生成次氯酸，见光分解成氯化氢气体，二氧化锰反应生成氯气；
④铁与氯气生成氯化铁，溶液种与铁单质生成氯化亚铁，与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁；
7. C
解答：A．因_é??è??C???C???_Si—Si、C—H＞Si—H，故C2H6的键能总和大于Si2H6 ， 键能越大越稳定，故C2H6的稳定性大于Si2H6 ， A不符合题意；
B．SiC的成键和结构与金刚石类似均为原子晶体，金刚石的硬度很大，类比可推测SiC的硬度和很大，B不符合题意；
C．SiH4中Si的化合价为-4价，C的非金属性强于Si，则C的氧化性强于Si，则Si的阴离子的还原性强于C的阴离子，则SiH4的还原性较强，C符合题意；
D．Si原子的半径大于C原子，在形成化学键时纺锤形的p轨道很难相互重叠形成π键，故Si原子间难形成双键，D不符合题意；
故答案为：C
分析：A．键能越大越稳定,越小越易分解；
B．SiC与金刚石均为原子晶体，硬度大；
C．C的非金属性强于Si，则C的氧化性强于Si；
D．Si原子的半径大于C原子，在形成化学键时纺锤形的p轨道很难相互重叠形成π键，故Si原子间难形成双键。21教育网
8. D
解答：A．瓷器的_???è??????????????_酸盐，则为无机非金属材料，A不符合题意；
B．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，B不符合题意；
C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，C不符合题意；
D．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颜色变化，D符合题意；
故答案为：D。
分析：A．瓷器属于硅酸盐工业；
B．瓷器是多种硅酸盐的混合物；
C．氮化硅陶瓷属于新材料；
D．不同的金属氧化物由于高温发生氧化还原反应导致颜色变化。【出处：21教育名师】
9. D
解答：A.二者都可以和氢氟酸反应，A项不符合题意；
B.二者都可以和烧碱反应， 还能和纯碱在高温下反应得到硅酸钠，B项不符合题意；
C. 可以与氢气或者氟气反应，C项不符合题意；
D.二者都是由原子直接构成的空间立体网状结构，熔沸点较高，D项符合题意；
故答案为：D。
分析：A.都_è??è·??????±??????_法反应，但硅、二氧化硅能和氢氟酸反应；
B.都能跟烧碱反应，二氧化硅能跟纯碱反应；
C.硅能跟某些非金属反应，二氧化硅也能与非金属反应；
D.二氧化硅和硅都是通过共价键形成原子晶体，熔点和沸点都比较高。
10. C
解答：A.蚕丝的主要成分是蛋白质，故A不符合题意；
B.石墨烯是一种很薄的石墨片，属于单质，而有机物烯烃中含有碳、氢元素，故B不符合题意；
C.碳纳米管和石墨烯是碳元素的不同单质互为同素异形体，故C符合题意；
D.碳纳米管在合适的分散剂中才能形成胶体分散系，故D不符合题意

分析： 蚕丝纤维的主要成分是 蛋白质， 石墨烯 属于单质，碳纳米管在合适的分散剂中才能形成胶体分散系。【版权所有：21教育】
二、综合题
11. （1）水硬；水泥；沙子；水泥；沙子；碎石
（2）碳酸钠；碳酸钙；二氧化硅(写俗称或化学式均可)
解答：_???1????°??????·_有水硬性和强吸水性；水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物，是常用的建筑黏合剂；混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物，用钢筋做结构的混凝土强度很大。
（2）玻璃的生产原料是碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅。
分析：（1）根据水泥和混凝土的组成进行分析；
（2）根据玻璃的生成原料进行分析；
12. （1）SiO2+ 2C Si + 2CO↑
（2）Si + 3HCl SiHCl3+ H2 (或加热)
（3）蒸馏；H4SiO4 (或H2SiO3). H2、HCl
（4）SiHCl3+ H2 Si+ 3HCl
（5）H2、HCl
解答：（1）化学方程式为 SiO2+ 2C??Si + 2CO↑
（2）由反应物和生成物可推方程式为 Si + 3HCl??SiHCl3+ H2?(或加热)
（3）根据熔沸点可知，操作流程依次为沉降、冷凝、和蒸馏
可燃性气体为氢气， 能生成氢气则说明硅元素的化合价要升高，则产物为硅酸，剩下来的氯就形成HCl
（4）还原炉中是得到纯硅的反应，根据反应物和生成物可推化学方程式为 SiHCl3+ H2??Si+ 3HCl
（5）根据示意图可知，水解过程中产生的氢气和氯化氢也能循环使用

分析：（1）注意：该条件下C只能变成CO，不能到二氧化碳
（3）可根据熔沸点来选择提纯方法
（5）可根据示意图来找出循环物质。
三、实验探究题
13. （1）SiO2 + 2C Si + 2CO↑
（2）b
（3）防止加热条件下H2与空气混合爆炸；Mg与SiO2的反应是放热反应
（4）Mg2Si＋4HCl= 2MgCl2＋SiH4↑；SiH4＋2O2 = SiO2↓＋2H2O
解答：碳和二氧化硅在高温下反应生成硅和CO，反应的化学方程式为SiO2 + 2C ?Si + 2CO↑。（2）Mg可以与CO2、N2发生化学反应，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气；选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥，答案选b；（3）装置中有空气，若不用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气；Mg与SiO2反应的条件是加热，当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，这说明Mg与SiO2的反应是放热反应；（4）Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si＋4HCl＝2MgCl2＋SiH4↑，SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH4＋2O2 ＝SiO2↓＋2H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。
分析：碳和二氧化硅反应生成硅和CO，据此书写方程式；
Mg为活泼金属，在空气中_???????????????O_2、CO2、H2O反应，在工业中利用镁制取硅：需排尽装置中的空气，实验中应通入气体X作为保护气，X由稀硫酸制得，根据题干（1）信息可知，用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气，X为氢气，通过浓硫酸进行干燥，据此分析解答
14. （1）4 Ce(OH)CO3+O2=4CeO2+4CO2+2H2O
（2）
（3）后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化,加入氯水若不变红色,证明洗涤干净；2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；冷却结晶65.30%；偏高
解答：（1）Ce(OH)CO3变成CeO2失去1个电子，氧气得到4个电子，所以二者比例为4:1，方程式为4 Ce(OH)CO3+O2=4CeO2+4CO2+2H2O。
（2）电解熔融状态的 二氧化铈可制备铈，在阴极得到铈，阴极是铈离子得到电子生成铈，电极反应为 。
（3）滤渣A为氧化铁，二氧化铈和氧化亚铁，与硫酸反应后溶液中存在铁离子和亚铁离子。固体表面可吸附铁离子或亚铁离子，检验滤渣B已经洗净的方法是取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化,加入氯水若不变红色,证明洗涤干净。二氧化铈与过氧化氢反应生成硫酸铈和水，方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；根据流程分析，由溶液生成固体，应先蒸发浓缩，然后冷却结晶。称取0.536g样品，加入硫酸溶解，用硫酸亚铁溶液滴定，消耗25毫升，方程式为：Ce4++ Fe2++= Ce3++ Fe3+,根据元素守恒分析，Ce(OH)4的物质的量等于亚铁离子物质的量=0.0025mol，含量为0.0025×140/0.536="65.30%" ；硫酸亚铁在空气中被氧化，消耗硫酸亚铁增多，测定产品的质量分数偏高。
分析：（1）根据氧化还原反应规律书写化学方程式；
（2）电解池的阴极发生还原反应；
（3）根据流程关系图分析各步操作、发生的反应等，然后进行计算产品纯度。
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_