5.3无机非金属材料同步练习题
一、单选题
1．化学与生产生活社会密切相关。下列做法不正确的是( )
A．碳纳米管是一种比表面积大的有机合成纤维，可用作新型储氢材料
B．空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
C．在家可用食醋代替CO2来增强漂白粉的漂白性
D．“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味。”文中的“气”是指乙烯
2．石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌。一种叫矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2。它用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是
A．该物质中Fe元素的化合价为＋2价，它属于硅酸盐
B．该物质的化学组成可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
C．1mol该物质能和18molHNO3反应,也能与含18molHCl的盐酸反应
D．这种石棉属于新型无机非金属材料
3．化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A．明矾净水原理不涉及化学变化
B．现代科技已经能够拍到氢键的“照片”，直观地证实了水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学键
C．在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质
D．将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，说明“纳米铜”的还原性比铜片更强
4．下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A．碱转化为两种盐：
B．碱转化为酸式盐：
C．过氧化物转化为碱：
D．盐转化为另一种盐：
5．高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等生产。如图为模拟制备高纯碳酸钙的主要流程，已知该大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁。下列有关说法错误的是
A．由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸
B．“除杂”中，氨水只与溶液中的氯化铁反应
C．“转化”发生的主要反应是(NH4)2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NH4Cl
D．操作a为组合操作，包含过滤、洗涤、干燥
6．下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的是
A． B． C． D．
7．分类是学习与研究化学的常用方法，下列分类正确的是
A．含有氧元素的化合物属于氧化物
B．、的水溶液可以导电，二者均属于电解质
C．既能与反应又能与反应，属于两性氧化物
D．和都能和碱液反应，均属于酸性氧化物
8．如图是利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程。容器中发生的反应为，容器中发生的反应为，已知常温下为液态。
下列说法错误的是
A．反应①为
B．从容器B中获得高纯硅的操作为过滤
C．反应②和③中均作氧化剂
D．该工艺中和可循环使用
9．下列图示箭头方向表示与某种常见试剂在通常条件下(不含电解)发生转化，其中6步转化均能一步实现的一组物质是（ ）
选项 W X Y Z
A N2 NH3 NO NO2
B Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3
C Cu CuSO4 CuCl2 Cu(OH)2
D Al Al2(SO4)3 AlCl3 NaAlO2
A．A B．B C．C D．D
10．2021年空间站“天和”号核心舱发射成功。下列有关核心舱所用材料描述正确的是
选项 材料 相关描述
A 舱体钛合金外壳 钛合金比纯钛熔点高、硬度大
B 推力器氮化硼陶瓷部件 耐高温、耐腐蚀
C 操控台聚碳酸酯部件 属于无机非金属材料
D 智能控制芯片 主要成分是二氧化硅
A．A B．B C．C D．D
11．下列说法正确的是
A．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料
B．“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
C．“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
D．我国自主研发的东方超环(人造太阳)使用的氕、氘、氚互为同素异形体
12．下列说法不正确的是（ ）
A．自然界中硅以游离态和化合态两种形式存在
B．二氧化硅有结晶形和无定形两种存在形态
C．石英、水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅
D．无定形的二氧化硅主要存在于硅藻土中
13．材料科学、能源科学、信息科学是二十一世纪的三大支柱产业。在信息通信方面，能同时传输大量信息，且具有较强抗干扰能力的材料是
A．光导纤维 B．塑料 C．橡胶 D．纤维
14．制取Na2CO3和高纯Si的工艺流程如图所示，下列说法错误的是
A．反应①属于固氮反应 B．SiO2可用于制造芯片
C．反应⑤、⑥均为氧化还原反应 D．高纯硅可以制作太阳能电池
15．下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
C．普通玻璃、陶器瓷器、水泥等均属于硅酸盐材料
D．玻璃塞试剂瓶稳定性好，可以保存所有的酸，但不能保存氢氧化钠固体
二、填空题
16．从矿石中获得化工原料
资源 名称 原理(主要的离子方程式、化学方程式) 说明
矿产 1.工业制硫酸 (沸腾炉)(接触室) (吸收塔) 三步反应都是_______；为了充分利用，进入接触室的气体要净化、预热；用98%_______吸收，得到发烟硫酸，再稀释
2.铝的冶炼 一系列的变化是为了得到纯净的
3.粗硅的提纯 粗硅提纯： ，氧化产物不是_______，是_______
4.硅酸盐工业——玻璃 制玻璃的原料是_______、_______、_______，玻璃的主要成分是_______、_______、_______
17．硅是重要的半导体材料。近日，我国宣布突破了碳基半导体材料制备的瓶颈，有望替代目前的硅材料，支持高端芯片的国产化。
(1)Si在元素周期表中的位置是___。
(2)制作芯片需要高纯度的硅，高纯硅中Si原子之间的相互作用是___(填“离子键”或“共价键”)。
(3)非金属性Si弱于P，用原子结构解释原因：___，得电子能力Si小于P。
(4)下列关于C和Si及其化合物的推断中，正确的是___(填序号)。
①C的最高正化合价与Si的最高正化合价相同
②SiO2具有还原性
③最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3>H2SiO3
三、实验题
18．根据下图所示装置回答以下问题。已知；①KMnO4常温下与浓盐酸反应可制得Cl2。②H2SiO3不溶于水。
(1)利用如图装置可以证元素非命属性的变化规律。图中A装置的名称是___________。干燥管D的作用是___________
(2)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为___________。
(3)若要用此装置证明酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，进而证明非金属性：N＞C＞Si，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：
①稀HNO3②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
试剂A与C分别为___________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为___________。有同学从为此实验不能说明N、C、Si的非金属性强弱，你认为原因是___________。
四、元素或物质推断题
19．（1）用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：光导纤维的主要成分是___________；目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是______________；
（2）某气态氧化物的化学式为XO2,在标准状况下,1.92 g 该氧化物的体积为672 mL,则该氧化物的摩尔质量为______。
（3）某无色溶液X，由K+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe3+、CO32-、SO42-中的若干种离子组成，取该溶液进行如下实验：
①白色沉淀甲是________。
②试写出实验过程中生成气体B的离子方程式__________________________
③通过上述实验，可确定X溶液中一定存在的离子是_______________________
【参考答案】
一、单选题
1．A
解析：A.碳纳米管是由碳原子组成的，是碳单质，碳纳米管比表面积大，易吸附氢气，故可做储氢材料，故A不正确；
B.利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换为电能，故B正确；
C.醋酸的酸性强于碳酸，强于次氯酸，在家可用食醋代替CO2来增强漂白粉的漂白性，故C正确；
D.乙烯能作催熟剂，故D正确；
故答案为A。
2．B
解析：石棉为传统型无机非金属材料，属硅酸盐，不能溶于盐酸，将其化学式书写为氧化物形式为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O；答案为B
3．C
解析：A．明矾净水涉及Al3+的水解，是化学变化，故A错误；B. 氢键不是化学键．是一种特殊的分子间的作用力，故B错误；C．硅胶有吸水性可防止食物受潮，铁粉有还原性，可防止食物氧化，故C正确；D．“纳米铜”和铜片都由铜元素组成，化学性质一样，故D错误；答案 为C。
4．B
解析：A．碱转化为两种盐：氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故A错误；
B．碱转化为酸式盐：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠：，故B正确；
C．过氧化物即过氧化钠和水反应生成碱：，故C错误；
D．盐转化为另一种盐：硅酸钠和稀盐酸等强酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠等钠盐：，故D错误；
答案为B。
5．B
解析：大理石中杂质是二氧化硅和氧化铁，粉碎酸溶后，CaCO3和Fe2O3被酸溶解，SiO2沉淀，加适量氨水后除去Fe3+，最后溶液中Ca2+转化为高纯碳酸钙
A．“酸溶”过滤后滤渣为SiO2，故由“酸溶”可知，二氧化硅不溶于水和稀盐酸，A项正确；
B．“酸溶”时酸是过量的，故“除杂”过程氨水还会和稀盐酸反应，B项错误；
C．加入(NH4)2CO3后，溶液中Ca2+与反应生成碳酸钙，故“转化”发生的主要反应是(NH4)2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NH4Cl，C项正确；
D．经“转化”后要先将沉淀过滤，将滤出固体洗涤，干燥后可得高纯碳酸钙，D项正确；
答案选B。
6．D
解析：与水直接化合形成相应酸或与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物；与水直接化合形成相应碱或与酸反应生成盐和水的氧化物为碱性氧化物；
A．与水反应生成NaOH和氧气，既不属于酸性氧化物也不属于碱性氧化物，故A不选；
B．溶于水，与水化合生成亚硫酸，属于酸性氧化物，但溶于水，故B不选；
C．不溶于水，能与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故C不选；
D．不溶于水，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故D选；
故选D。
7．B
解析：A．含有氧元素且只含两种元素的化合物属于氧化物，A错误；
B．电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物；、的水溶液可以导电，故、二者均属于电解质，B正确；
C．属于酸性氧化物，能和HF反应属于其特性，C错误；
D．和碱反应生成盐、水，还会生成一氧化氮，不属于酸性氧化物，D错误；
故选B。
8．C
解析：A．反应①制取粗硅，反应的方程式为，A正确；
B．容器中发生的反应为，由于常温下为液态，所以从容器B中获得高纯硅的操作为过滤，B正确；
C．反应②中生成氢气，HCl作氧化剂，反应③中氢气是还原剂，生成氯化氢，氯化氢是氧化产物，C错误；
D．根据流程图结合以上分析可知该工艺中和可循环使用，D正确；
答案选C。
9．D
解析：A．N2与氧气只能生成NO，不能直接生成NO2，所以W不能发生图中转化生成Z，故A错误；
B．Si一步不能生成H2SiO3，所以W不能发生图中转化生成Y，故B错误；
C．Cu一步不能生成Cu(OH)2，所以W不能发生图中转化生成Z，故C错误；
D．Al与硫酸反应生成X，Al与HCl反应生成Y，Al与NaOH反应生成Z，Z与过量硫酸反应生成X，X与BaCl2反应生成Y，Y与NaOH反应生成Z，反应均可进行，故D正确；
答案选D。
10．B
解析：A．合金的熔点比该合金中任意以纯金属的熔点、沸点低，但硬度高，所以钛合金比纯钛熔点低、硬度大，故A错；
B．氮化硼陶瓷有良好的耐热性、热稳定性、导热性、高温介电强度，是理想的散热材料和高温绝缘材料。氮化硼的化学稳定性好，能抵抗大部分熔融金属的浸蚀，故B正确；
C．聚碳酸酯属于有机高分子材料，故C错；
D．智能控制芯片的主要成分为单质硅而不是二氧化硅，故D错；
答案选B。
11．B
解析：A．钢铁结成的圈梁，属于金属材料，A错误；
B．高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，属于新型无机非金属材料，B正确；
C．太阳能电池板的主要材料是硅，C错误；
D．氕、氘、氚为H元素的不同种核素，互为同位素，D错误；
答案选B。
12．A
解析：A．自然界中硅主要以化合态形式存在，没有游离态的硅，故A错误；
B．二氧化硅有结晶形和无定形两种存在形态，故B正确；
C．石英、水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅，故C正确；
D．硅藻土中存在无定形的二氧化硅，故D正确；
答案选A。
13．A
解析：通信方面能传输大量信息的材料是光导纤维。塑料、橡胶和纤维属于合成材料，主要用于人们的生活中。答案选A。
14．B
解析：A．N2与H2在一定条件下合成NH3，是氮元素的单质变为化合物的过程，因此属于氮的固定，A项正确；
B．SiO2不能导电，不用于制造芯片， B项错误；
C．反应⑤、⑥中均有元素化合价发生变化，因此这两个反应均为氧化还原反应，C项正确；
D．高纯硅是制作太阳能电池的材料，D项正确；
答案选B。
15．C
解析：A．硅酸钠属于盐，不属于碱，但其具有粘合性，所以硅酸钠不可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A错误；
B．高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料，光导纤维的主要成分是SiO2,B错误；
C．普通玻璃、陶器瓷器、水泥等传统无机非金属材料，均属于硅酸盐材料，C正确；
D．玻璃塞试剂瓶稳定性好，但由于玻璃中SiO2能与HF反应，故不可以保存氢氟酸，D错误；
故答案为：C。
二、填空题
16． 放热反应 硫酸
解析：黄铁矿和氧气、二氧化硫和氧气、三氧化硫和水的反应均为放热反应；浓硫酸难挥发、具有吸水性，用98%浓硫酸吸收，得到发烟硫酸，再稀释，吸收过程可以减少酸雾的形成，提高吸收效率；
粗硅和碳单质反应生成一氧化碳，碳发生氧化反应得到氧化产物一氧化碳，而不是二氧化碳；
制玻璃的原料是、、，二氧化硅和碳酸钠反应得到硅酸钠、和碳酸钙反应得到硅酸钙，故玻璃的主要成分是、、。
17． 第3周期第ⅣA族 共价键 Si与P电子层数相同，核电荷数Si小于P，原子半径Si大于P ①③
解析：(1)Si的原子序数为14，核外电子分3层排布，第3层4个电子，故在元素周期表中的位置是第3周期第ⅣA族。
(2)制作芯片需要高纯度的硅，硅晶体是由原子通过共价键结合而成的原子晶体，故高纯硅中Si原子之间的相互作用是共价键。
(3)非金属性Si弱于P，用原子结构解释原因：Si与P电子层数相同，核电荷数Si小于P，原子半径Si大于P，则原子核对核外电子的吸引力Si小于P，得电子能力Si小于P，。
(4)①主族元素的最高正化合价等于主族序数，C和Si均处于第ⅣA族，故C的最高正化合价与Si的最高正化合价相同，①说法正确；②SiO2中硅呈+4价，二氧化硅性质稳定，不具有还原性，②说法错误；③非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，碳的非金属性大于硅，故酸性：H2CO3>H2SiO3，③说法正确；故正确的是①③。
三、实验题
18． 分液漏斗 防止倒吸 Cl2+S2-=S↓+2Cl- ①、④ CO2+H2O+=H2SiO3↓+ HNO3具有挥发性，也会与硅酸钠反应产生硅酸
【分析】将浓盐酸通过分液漏斗滴入烧瓶中与KMnO4发生氧化还原反应产生Cl2，将反应产生的Cl2通入Na2S溶液中发生置换反应产生S单质，从而可证明元素的非金属性：Cl＞S；要用此装置证明酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，进而证明非金属性：N＞C＞Si，可通过将HNO3溶液滴入到盛有CaCO3的装置B中，将二者反应产生的CO2气体通入到Na2SiO3溶液中，通过反应产生白色沉淀来证明。
解析：(1)图中A装置的名称是分液漏斗；干燥管D的作用是使气体在被C中溶液吸收时防止倒吸现象的发生；
(2)验证氯的非金属性强于硫，在烧瓶中B中发生反应的离子方程式为2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，在装置C中发生反应：Cl2+S2-=S↓+2Cl-，故在C中看到的实验现象为有淡黄色沉淀生成；
(3)证明酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，进而证明非金属性：N＞C＞Si，可将放入A中的硝酸滴入盛有CaCO3固体的B中，发生复分解反应产生CO2气体，然后将CO2气体通入盛有Na2SiO3溶液的C试管中，发生反应：CO2+H2O+=H2SiO3↓+来证实，故试剂A与C序号分别为①、④；
有同学认为此实验不能说明N、C、Si的非金属性强弱，这是由于HNO3有挥发性，挥发的硝酸蒸气也会和溶液中的硅酸钠反应生成硅酸沉淀。
四、元素或物质推断题
19． SiO2（二氧化硅） Si （晶体硅） 64g/mol BaSO4 NH4＋+OH-NH3↑+H2O CO32－、NH4＋、SO42－
解析：（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅，故答案为SiO2（二氧化硅）；太阳能电池用于光电转化的材料主要成分为硅单质，故答案为Si （晶体硅）。
（2）标准状况下，1.92g该氧化物的体积为672mL，根据n=V/Vm计算该氧化物的物质的量为：0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，再根据M=m/n计算其摩尔质量为：1.92 g ÷ 0.03 mol = 64 g/mol，故答案为64g/mol。
（3）无色溶液中不存在有色的Fe3+，某无色溶液X与足量盐酸加热生产成气体A和溶液I，则溶液中一定有CO32-，一定没有能与CO32-反应的Ba2+、Al3+，气体A为CO2；向溶液I中加入过量氢氧化钡溶液，生成气体B一定为氨气，原溶液中一定有NH4+，白色沉淀甲是硫酸钡，原溶液中一定有SO42-。综上所述，甲是BaSO4，生成氨气的离子方程式为NH4+ + OH NH3↑+ H2O，X溶液中一定存在的离子是：CO32-、NH4+、SO42-。
