自测03-无机非金属材料(人教版2019)(解析版).docx

自测03 无机非金属材料
目录：
测试知识点
测试题
练后小结
练后易错归纳
测试知识点：硅、二氧化硅、硅酸及其盐、无机非金属材料
一、选择题（只有一个正确选项，10×6分）
1．（2023春·黑龙江七台河·高一勃利县高级中学校考期中）下列叙述正确的个数是
①向固体中滴加NaOH溶液或氢氟酸，固体均溶解，说明是两性氧化物
②、或都会导致酸雨的形成
③0℃，101 kPa含有1 mol硫原子的与的混合物，其体积小于22.4 L
④不能用澄清石灰水鉴别和
⑤液氨汽化时吸收大量的热，因此，液氨常用作制冷剂
⑥制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅

⑦常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
【答案】B
【解析】①和氢氟酸反应生成的四氟化硅和水，且二氧化硅只能和氢氟酸反应，所以不是两性氧化物，属于酸性氧化物，①错误；②或都会导致酸雨的形成，主要是引起温室效应，②错误；③0℃，101 kPa是三氧化硫不是气态，含有1 mol硫原子的与的混合物，其体积小于22.4 L，③正确；④和均能使澄清石灰水变浑浊，过量后均澄清，不能用澄清石灰水鉴别和，④正确；⑤液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度降低，因此，液氨常用作制冷剂，⑤正确；⑥二氧化硅能传递光信号，制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅，⑥正确；⑦常温下铝遇浓硝酸钝化，因此铝不能溶于过量浓硝酸中，⑦错误；答案选B。
2．（2022春·辽宁大连·高一大连市第二十三中学校联考期中）硅是带来人类文明的重要元素之一，科学家也提出硅是“21世纪的能源”。这主要是由于硅及其化合物对社会发展所起的巨大促进作用。下列说法正确的是
A．制造手机芯片的关键材料是二氧化硅
B．工业制水泥、玻璃都要用到石灰石；制水泥、陶瓷都要用到黏土
C．刚玉、金刚砂，水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是
D．碳纳米管、氮化硅陶瓷，光导纤维，普通玻璃都属于新型无机非金属材料
【答案】B
【解析】A．制造手机芯片的关键材料是硅单质，故A错误；B．工业制水泥、玻璃都要用到石灰石；制水泥、陶瓷都要用到黏土，故B正确；C．刚玉的主要成分是氧化铝，金刚砂的主要成分是碳化硅，故C错误；D．碳纳米管、氮化硅陶瓷，光导纤维属于新型无机非金属材料，普通玻璃属于传统无机非金属材料，故D错误；故选B。
3．（2023春·辽宁沈阳·高一校联考期中）用(能与水强烈反应)与过量H2在1000~1100℃温度下反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)，下列相关说法错误的是

A．装置B中的试剂是浓硫酸
B．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入的三氯硅烷气化
C．装置D中发生反应的化学方程式为
D．装置D使用的是普通玻璃管
【答案D
【分析】A装置中Zn与稀硫酸反应制备H2，B装置用于干燥H2，C装置中通过加热使SiHCl3气化，D装置中实现H2与SiHCl3反应制备纯硅。
【解析】A．A装置中锌与稀硫酸反应生成氢气，氢气中含有水蒸气，由于SiHCl3能与水强烈反应，故需通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去氢气中的水蒸气，A项正确；B．SiHCl3通常呈液态，将装置C加热的目的是使滴入的三氯硅烷气化，B项正确；C．在装置D中三氯硅烷与氢气高温反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl，C项正确；D．在装置D中SiHCl3与氢气在1000~1100℃条件下反应，普通玻璃管在高温下会软化，不能使用普通玻璃管，应选择耐高温的石英玻璃管，D项错误；故选D。
4．（2023春·河北石家庄·高一石家庄外国语学校校考期中）现代社会的发展与进步离不开材料，下列说法不正确的是
A．神舟12号飞船使用的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B．碳纳米管有优良的电学性能、可用于生产电池
C．工业生产玻璃、水泥和陶瓷，均需用石灰石作原料
D．以高纯二氧化硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥视有关器官部位的变化
【答案】C
【解析】A．氮化硅陶瓷硬度大、耐高温，是新型无机非金属材料，故A正确；B．碳纳米管有优良的电学性能，能导电，可用于生产电池和传感器，故B正确；C．工业生产陶瓷的原料主要是黏土，故C错误；D．制造光导纤维的原料是二氧化硅，故D正确；选C。
5．（2023春·辽宁大连·高一大连二十四中校考期中）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，常用作集成电路
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、高温结构陶瓷、压电陶瓷均为硅酸盐产品
D．因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
【答案】A
【解析】A．硅是非金属元素，晶体硅为良好的半导体材料，是制造芯片、集成电路主要原料，故A正确；B．二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，四氟化硅不是盐，所以二氧化硅不是两性氧化物，属于酸性氧化物，故B错误；C．水晶、玛瑙成分为二氧化硅，是氧化物，不是硅酸盐，故C错误；D．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，但并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，故D错误；故选A。
6．（2023春·辽宁营口·高一校联考期中）下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是
①在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，该结构的特殊性决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点
②食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质
③新型陶瓷如高温结构陶瓷等与传统陶瓷相比成分没有很大变化，但却具有特殊的功能
④高纯硅是应用最为广泛的半导体材料，为现代信息技术的建立提供了基础
⑤瓷坩埚及石英坩埚不能与氢氟酸接触，也不能对苛性碱和碳酸钠进行熔融操作
A．①②④ B．①③④ C．①④⑤ D．①②③④⑤
【答案】C
【解析】①硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，类似于共价晶体结构特点，致使硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、耐腐蚀等性质，故正确；②硅胶只能作干燥剂，不可防止食物氧化变质，故错误；③新型陶瓷与传统陶瓷相比，在成分上有很大的变化，在等方面具有很多新的特性和功能，故错误；④高纯硅是应用最为广泛的半导体材料，为现代信息技术的建立提供了基础，故正确；⑤瓷坩埚及石英坩埚中含有二氧化硅，二氧化碳可以和氢氟酸、NaOH反应，瓷坩埚及石英坩埚不能与氢氟酸接触，也不能对苛性碱和碳酸钠进行熔融操作，故正确；故选C。
7．（2023春·甘肃金昌·高一永昌县第一高级中学校考期中）化学与人类生产、生活及社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是
A．春晚直播间高清摄像头镜片的主要成分是单质硅
B．嫦娥五号采样返回器带回的月壤含有，该物质属于三种氧化物的混合物
C．在葡萄酒酿制过程中，添加适量二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化的作用
D．“超轻海绵”使用的石墨烯是一种含碳化合物
【答案】C
【解析】A．二氧化硅具有良好的导光性，可用作制造高清摄像头镜片，单质硅不具有此性质，A错误；B．月壤含有，该物质属于硅酸盐不是氧化物，B错误；C．二氧化硫具有还原性，能起到抗氧化的作用，同时二氧化硫能使蛋白质变性，有杀菌作用，C正确；D．石墨烯为C的单质不是含碳化合物，D错误；故答案选C。
8．（2023春·四川广安·高一广安二中校考期中）下列有关说法不正确的是
A．水泥和普通玻璃的制取都要用石灰石做原料
B．工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅
C．碱性溶液保存不能用玻璃塞，氢氟酸保存在塑料瓶中
D．常温下，硅的化学性质稳定，故自然界中的硅大部分以游离态的形式存在
【答案】D
【解析】A．制硅酸盐水泥的原料：石灰石和黏土；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，所以生产水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，A正确；B．工业上常用焦炭高温还原石英砂制备粗硅，另一产物是一氧化碳，B正确；C．碱性溶液与二氧化硅反应生成硅酸盐，碱性溶液保存在带橡胶塞的玻璃瓶中，氢氟酸会与二氧化硅反应，则应该保存在塑料瓶中，C正确；D．常温下，硅的化学性质稳定，但自然界中没有游离态的硅，D错误；故选D。
9．（2023春·广东深圳·高一深圳中学校考期中）开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列有关说法正确的是

A．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1
B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料
D．黄铜(CuFeS2)与反应产生的、均是还原产物
【答案】C
【解析】A．制粗硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中C是还原剂、SiO2是氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；B．生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+Ca2CO3 Ca2SiO3+CO2↑，反应中没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料，故C正确；D．黄铜(CuFeS2)与反应产生、的过程中Cu、O元素化合价降低，S元素化合价上升，是还原产物，SO2 既是氧化产物又是还原产物，故D错误；故选C。
10．（2023春·辽宁大连·高一育明高中校考期中）下列说法不正确的是
A．光导纤维的主要成分是Si
B．SiC的熔点很高，可用作高温结构陶瓷
C．SiO2可用于生产玻璃
D．新型陶瓷、碳纳米材料和光导纤维都是新型无机非金属材料
【答案】A
【解析】A．SiO2具有导光性，光导纤维的主要成分是SiO2，A错误；B ．SiC的熔点很高，可用作耐高温新型陶瓷，B正确；C．玻璃的主要成分为硅酸钠，SiO2、纯碱是用于生产玻璃的原料，C正确；D．玻璃、水泥、陶瓷为传统的非金属性材料，新型陶瓷、碳纳米材料和光导纤维都是新型无机非金属材料，D正确；故选：A。
二、非选择题（3小题，共40分）
11．（2023春·湖北·高一校联考期中）（14分）我国考古学家对“南澳一号”沉船进行了考古探索，从沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料——高岭土，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石，在左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。
(1)求高岭土化学式中___________。
(2)硅酸盐可以改写成氧化物形式，如钾长石可写成，写出高岭土的氧化物形式___________。
(3)以高岭土为原料可以提取高纯度的二氧化硅，二氧化硅性质很稳定，但常温下可以溶于氢氧化钠溶液和氢氟酸，写出其溶于氢氟酸的化学方程式___________。
(4)与硅同周期的某元素的氧化物常温下是一种常见气体，足量的该气体依次通过A．品红溶液，B．高锰酸钾溶液，C．氢氧化钠溶液(滴有酚酞)，发现三种溶液都褪色了，则该气体在三种溶液中表现的性质依次是：A___________；B___________；C___________。写出该气体与B溶液反应的离子方程式___________。
【答案】（每空2分）(1)4
(2)Al2O3·2SiO2·2H2O
(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(4)漂白性 还原性 酸性气体(或酸性氧化物) 5SO2+2MnO2H2O=5SO+2Mn2++4H+
【解析】（1）根据化合价，Al元素为+3价，Si元素为+4价，O元素为-2价，H元素为+1价，可知x=4。
（2）Al的氧化物为Al2O3、Si的氧化物为SiO2，H的“氧化物”为H2O，因此可写出高岭土的氧化物形式为Al2O3·2SiO2·2H2O。
（3）SiO2和HF反应生成SiF4和H2O，该化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
（4）根据实验现象，可判断该气体为SO2，通入品红溶液中，品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性；通入高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的还原性；通入氢氧化钠溶液(滴有酚酞)中，氢氧化钠溶液(滴有酚酞)褪色，是因为SO2和水生成了H2SO3，H2SO3和NaOH反应消耗了OH－，体现了SO2是酸性气体或者是酸性氧化物。SO2和高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+。
12．（2022秋·江苏连云港·高一统考期中）（14分）二氧化硅和碳酸钙是牙膏中常用的摩擦剂。
(1)物质分类。判断二氧化硅和碳酸钙所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐” “酸性氧化物”或“碱性氧化物”)并填入下表。
摩擦剂
二氧化硅
碳酸钙
物质类别
___________
___________
(2)性质预测。根据用途可推测二氧化硅_______填“易溶”或“难溶”)于水。根据二氧化硅所属的物质类别，预测其与CaO在高温下反应的化学方程式：___________。
(3)物质制备。以石灰石为原料制备摩擦剂碳酸钙的实验方案如下。
方案1：  
方案2：  
①写出方案2中石灰石与稀盐酸反应的离子方程式：___________。
②为了减少碳排放，上述两个方案中，均需回收利用的物质是___________ (填化学式)；与方案1相比，方案2的优点是___________。
【答案】(1)酸性氧化物 盐
(2)难溶 SiO2+CaOCaSiO3
(3)CaCO3 + 2H＋ = Ca2＋ + CO2↑ + H2O CO2 操作简单(步骤少)或能耗低或产品纯度高
【解析】（1）盐是指能电离出金属阳离子或铵根离子和酸根离子的化合物；碱是指电离出的阴离子全部为氢氧根离子的化合物；酸是指电离出的阳离子全部为氢离子的化合物；酸性氧化物是指能与碱反应只生成一种盐和水的氧化物；碱性氧化物是指能与酸反应只生成一种盐和水的氧化物；二氧化硅能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，属于酸性氧化物；碳酸钙能电离出钙离子和碳酸根离子，属于盐；
（2）二氧化硅和碳酸钙是牙膏中常用的摩擦剂，可推测二氧化硅难溶于水；二氧化硅为酸性氧化物，其与CaO在高温下反应的化学方程式为SiO2+CaOCaSiO3；
（3）①石灰石与稀盐酸反应的离子方程式为CaCO3 + 2H＋ = Ca2＋ + CO2↑ + H2O；
②上述两个方案中，均生成了CO2，为了减少碳排放，均需回收利用的物质是CO2；与方案1相比，方案2的优点是操作简单(步骤少)或能耗低或产品纯度高。
13．（2023春·辽宁铁岭·高一西丰县高级中学校考期中）（12分）请根据要求书写出方程式。
(1)2021年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上，苏州芯联成软件有限公司获优异表现，芯片的主要成分是___________，写出其工业用二氧化硅制备其粗产品的化学反应方程式___________
(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩，雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为___________。
(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为___________。
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式___________。
(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S，其物质转化如图所示。该图示的总反应为___________。

【答案】（每空2分）(1)Si
(2)4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
(3)
(4)
(5)2H2S+O2=2S↓+2H2O
【解析】（1）硅芯片主要为Si单质。工业利用碳还原SiO2制得，反应为。答案为Si；；
（2）玻璃雕花利用HF与SiO2反应实现，反应为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。答案为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
（3）硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]共热制得了氨。答案为；
（4）甲烷除氮氧化物产生CO2和N2，反应为。答案为；
（5）从图看Cu2+和Fe3+为催化剂，而CuS为中间体，则反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O。答案为2H2S+O2=2S↓+2H2O。
【练后小结】

【练后易错归纳】
1.一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
2.一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
3.Si的还原性强于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
4.非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
5.非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
6.一般情况下，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，二氧化硅是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐，故SiO2不是两性氧化物)。
7.一般情况下，无机酸能溶于水，但硅酸却难溶于水。
8.一般情况下，较强酸＋较弱酸的盐―→较弱酸＋较强酸的盐(溶液中的反应)。
因碳酸的酸性强于硅酸，所以水玻璃在空气中易变质：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3(胶体)。
但在高温下，可发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(CO2离开反应体系促进反应的正向进行)。
9.一般情况下，酸性氧化物与水反应生成相应的含氧酸，但二氧化硅不溶于水，也不与水反应。不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
10.工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2。
11.SiO2不导电，是制作光导纤维的材料；Si是半导体，是制作光电池的材料。
12.硅酸盐大多难溶于水，但硅酸钠水溶液称为泡花碱或水玻璃，却是盐溶液且属一种矿物胶。NaOH溶液或纯碱溶液能用玻璃试剂瓶(内壁光滑)，但不能用玻璃塞，因玻璃塞中裸露的二氧化硅与碱性溶液反应生成硅酸钠将瓶塞与瓶口粘在一起。
13.未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。
14.因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。