2019_2020学年高中化学同步学典3第五章第三节无机非金属材料练习含解析新人教版必修第二册.doc

无机非金属材料
1、宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10公斤重的航天服，我国宇航员的航天服是由我国科学家研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的，主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述错误的是（   ）

A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢铁轻，但质地较脆
C.它没有固定熔点 D.它是一种新型无机非金属材料
2、《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖巾燃薪举火”，“绕水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法错误的是（   ）
A.沙子和黏土的主要成分为硅酸盐
B.“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理、化学变化
C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
D.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
3、下列关于硅酸盐材料的说法错误的是（ ）
A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷
B.生产陶瓷的主要原料是黏土
C.普通玻璃的主要成分只有
D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要生产原料
4、关于二氧化硅的叙述不正确的是（ ）
①二氧化硅是制造光导纤维的重要原料
②硅、碳原子最外层都有4个电子，故的物理性质与类似
③既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，是两性氧化物
④将通入溶液中有胶状沉淀生成，说明碳酸比硅酸酸性强
A.②③ B.③④ C.②④ D.①④
5据报道，科学家开发出一种低成本光伏 材料—蜂窝状石墨烯，其生产原理是（石墨烯），然后除去，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是（ ）
A.该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应
B.石墨烯 与 金刚石互为同素异形体
C.属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物，属于盐
D.自然界中碳元素有游离态和化合态 两种存在形式
6、月球上的主要矿物有辉石（）斜长石（）和橄榄石
［（Mg或 ］等，下列说法或分析不正确的是（ ）
A.辉石斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B.斜长石的氧化物形式可表示为
C.橄榄石中铁为＋2价
D.月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气
7世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博 士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是（ ）
A.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止 烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
8、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。下列说法正确的是（ ）

A.自然界中存在大量的单质硅
B.电弧炉中反应的化学方程式为
C.二氧化硅能与氢氟酸反应，而 硅 不能与氢氟酸反应
D. （沸点为33.0℃）中含有少量的（沸点为67.6℃），通过蒸馏可提纯
9、碳纳米管是由碳原子构成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，具有许多异常的力学、电学和化学性能。下列关于碳纳米管的说法不正确的是（ ）

A.碳纳米管属于一种有机合成纤维
B.碳纳米管与金刚石互为同素异形体
C.常温下，碳纳米管具有较好的稳定性
D.碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料
10、下列离子方程式中书写正确的是（ ）
A.水玻璃中通入过量的二氧化碳：
B.二氧化硅放入澄清石灰水中：
C.二氧化硅与氢氟酸反应：
D.单质硅溶于烧碱溶液中：
11、硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90％以上。
（1）下列物质不属于硅酸盐的是 。
A.陶瓷 B.玻璃 C.水泥 D.生石灰
（2）是玻璃的主要成分之一，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ，
工艺师常用 （填物质名称）来雕刻玻璃。
（3）用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作 。可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是 。
A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.瓷坩埚 D.铁坩埚
（4）工业上常利用反应制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是 （填化学式，下同），氧化剂是 。
12、化学就在我们身边，它与我们的日常生活密切相关。按要求回答以下问题：
（1）明矾是 （填化学式）漂白粉的有效成分是 （填化学式）。硅是无机非金属材料的主角，请你举出一种含硅材料的名称 。
（2）①用经过少量氯气消毒的自来水养金鱼时，通常需要先将自来水晒一晒，其原因是
（用化学方程式表示）
②绿柱石（绿宝石）矿藏的主要成分为，可用氧化物的形式表示为，其中n的值为 ；昆仑玉的成分可简单看成是，将其化学式改写成氧化物形式为 。
③缺铁性贫血患者应补充，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁 无这种药效。用硫酸亚铁制成的药片外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是 。
（3）广泛存在于自然界中，其用途也非常广泛，可用于制造光导纤维，也用于生产半导体材料硅。写出工业上用石英制备粗硅的化学方程式： 。
13、在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”。

其中由粗硅制纯硅的常用方法为Si（粗）+2Cl2SiCl4，SiCl4+2H2Si（纯）+4HCl。若在25℃ 101kPa条件下反应生成HCl气体49L（注：25℃101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L·mol-1），则：
（1）反应生成HCl气体的质量为_ ___，两反应共转移电子的个数为____。
（2）反应生成的HCl气体溶于127mL水中，得到密度为1.20g·mol-1的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为__ __。
（3）“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为_________ _______。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为________ ________。
14、A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系。若该元素用R表示， 则A为R的氧化物，D为R的单质，且D与溶液反应生成C和。

请回答下列问题。
1.写出对应物质的化学式：A___ ___；C____ ___；E_____ __.
2.反应①的化学方程式为_____ ____。
3.反应④的离子方程式为______ __
4.的酸性强于E的酸性，请用离子方程式予以证明：______ ______.
15、水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：
（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是 .还可使用 代替硝酸。
（2）沉淀A的主要成分是 ，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为 。

答案以及解析
1答案及解析：
答案：B

2答案及解析：
答案：A
解析：A. 沙子主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；B. 黏土烧制成瓦的过程为复杂的物理化学变化过程，粘土发生复杂的物理化学变化，故B正确；C. 青瓦和红瓦是在冷却时区分的：自然冷却的是红瓦，水冷却的是青瓦，故C正确；D. 由“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”可知粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，故D正确；故选：A.

3答案及解析：
答案：C
解析：普通玻璃的主要成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅，故选C。

4答案及解析：
答案：A
解析：①二氧化硅可以制作光导纤维，正确。②二氧化硅是原子晶体，二氧化碳是分子晶体，所以二者物理性质差异很大，错误。③二氧化硅是酸性氧化物，错误。④二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸和碳酸钠，可以说明碳酸的酸性比硅酸强，正确。

5答案及解析：
答案：C
解析：碳元素一部分由＋2价升高到＋4价，一部分降低到0价，属于氧化还原反应，A正确；石墨烯 与 金刚石都是由碳元素组成的不同性质的单质，属于同素异形体，B正确；CO既不与酸反应，又不与碱反应，属于不成盐氧化物，C错误；煤的主要成分为碳，碳元素以游离态存在，碳酸钙中碳元素以化合态存在，D正确。

6答案及解析：
答案：B
解析：根据元素化合价不变的原则将斜长石的化学式改写为氧化物的形式可表示为，B不正确。根据化合物中正负化合价代数和为零，橄榄石中铁为＋2价，C正确。铁单质与氧气接触易被氧化，所以月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气，D正确。
方法规律：硅酸盐改写成氧化物形式的方法通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

7答案及解析：
答案：B
解析：普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔化在一起所得到的物质，C正确；二氧化硅易与烧碱溶液反应生成具 有很强的黏合性，因此盛放等强碱性溶液的试剂瓶不能使用 玻璃塞。

8答案及解析：
答案：D
解析：自然界中没有单质硅，A错误；电弧炉中反应的化学方程式为，B错误；二氧化硅和硅 都能与氢氟酸反应，C错误；和沸点相差较大，所以可通过蒸馏提纯，D正确；

9答案及解析：
答案：A
解析：碳纳米管是由碳元素形成的单质，属于新型无机非金属 材料，不属于有机合成纤维，A错误；碳纳米管与金刚石都是只由碳 元素组成的单质，互为同素异形体，B正确；碳原子最外层有4个电 子，不易得到或失去电子，所以碳单质性质稳定，由此可知，常温下碳纳米管具有较好的稳定性，C正确；碳纳米管是由碳原子构成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，所以比表面积大，可用作新型储氢材料，D正确：

10答案及解析：
答案：D
解析：水玻璃中通入过量的二氧化碳生成硅酸和碳酸氢钠， A错误；该离子方程式没配平，B错误；氢氟酸是弱酸，应该用化学 式表示，C错误；单质硅溶于烧碱溶液中生成硅酸钠和，D正确。

11答案及解析：
答案：（1）D；（2）；氢氟酸；（3）防火剂；d；（4）C；
解析： （1）陶瓷属于传统的无机非金属材料，属于硅酸盐，故A错误；玻璃中含有等， 、 属于硅酸盐，故B错误；水泥属于硅酸盐，故C错误；生石灰是CaO，不含Si元素，因此生石灰不属于硅酸盐，故D正确。（2）属于酸性氧化物，与NaOH反应的化学方程式为；能与氢氟酸发生反应，因此工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃。（3）用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作防火剂。普通玻璃中含有，熔融纯碱时能与发生反应，因此不能用普通玻璃坩埚熔融纯碱，故A错误；石英的主要成分是，能与纯碱反应，因此不能用石英玻璃坩埚熔融纯碱，故B错误瓷坩埚中含有，因此熔融纯碱时不能用瓷坩埚故C错误；铁单质不与纯碱反应，因此可以用铁坩埚熔融纯碱，故D正确。（4）根据化学反应方程式，化合价升高的是C，氧化剂是化合价降低的物质，即氧化剂为。

12答案及解析：
答案：（1） ； ；玻璃（或水泥、陶瓷、光导纤维等）； （2）①②③保护不被空气中的氧气氧化；（3）
解析： （2）①用经过少量氯气消毒的自来水养金鱼时，需要把水中的次氯酸分解掉，所以通常需要先将自来水晒一晒，反应的化学方程式为。②根据氧原子守恒可知；根据昆仑玉的化学式将其改写成氧化物的形式为。③亚铁盐易被氧化为铁盐，所以这层糖衣的作用是保护不被空气中的氧气氧化。
（3）工业上用石英制备粗硅的化学方程式为.

13答案及解析：
答案：（1）73g；4NA（2）12mol·L-1（3）SiO2+2CSi（粗）+2CO↑；SiO2+2OH-=+H2O
解析：（1）25℃101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L·mol-1，49L HCl气体的物质的量为2mol，其质量为2mol×36.5g·mol-1=73g，两个反应共转移电子个数为4NA。
（2）溶质质量为73g，水的质量为127g，所以溶液体积为，则盐酸的物质的量浓度是。
（3）制取粗硅是用碳还原二氧化硅，其方程式为SiO2+2CSi（粗）+2CO↑，石英的主要成分是SiO2，与烧碱反应制取水玻璃，反应的离子方程式为SiO2+2OH-=+H2O。

14答案及解析：
答案：1.；；（或）
2.
3.==
4. ==
解析：A、B、C、D、E工五种物质中均含有同一种非金属元素，该元素 （用R表示的单质能与溶液反应生成氢气，则可推知R为硅元素，根据题中各物质转化关系，结合硅及其化合物的相关知识可 知，A与焦炭在髙温下反应生成D，则A为，D为S，C为，根据反应②或反应⑤都可推得B为，根据反应⑥推知E为 （或）。
1.由以上分析可知A为，C为，E为 （或）。
2.反应①的化学方程式为。
3.反应④的离子方程式为==。
4.在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，生成硅酸沉淀说明的酸 性强于的酸性，反应的离子方程式为==。

15答案及解析：
答案：（1）将样品中可能存在的氧化为
（2）（或） （或）
解析：本题以物质转化流程为主线，考查Ca、Al、Fe、Mg、Si等元素及其化合物的相关知识。加入盐酸、氯化铵和硝酸后，只有（或反应生成的）不溶，故沉淀A为（或）滤液中含有等离子，加入氨水调节pH为4～5时，转化为，A转化为，故沉淀B主要为、。（1）加入硝酸的目的是将样品中可能存在的氧化为，还可以用代替硝酸。
（2）（或）可以溶于氢氟酸，反应的化学方程式为（或）

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