5.3 無機非金屬材料-2021-2022學(xué)年高一化學(xué)同步課時練+單元測試（人教版2019必修第二冊）（解析版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第3節(jié)無機非金屬材料（第1課時，共1課時）一、選擇題（共15題）1．下列說法正確的是A．自然界中的硅元素全部是以化合態(tài)形式存在B．單質(zhì)硅是制備光導(dǎo)纖維的原料C．玻璃中含二氧化硅，所以可以用鹽酸刻蝕玻璃D．石英、陶瓷和水泥均屬于硅酸鹽【答案】A【解析】A．硅元素在自然界中主要是以硅酸鹽、二氧化硅的形式存在，沒有游離態(tài)的硅，故A正確；B．二氧化硅是制備光導(dǎo)纖維的原料，故B錯誤；C．玻璃中含二氧化硅，可以用氫氟酸刻蝕玻璃，故C錯誤；D．石英的主要成分是二氧化硅，陶瓷和水泥屬于硅酸鹽，故D錯誤；選A。2．下列有關(guān)材料的說法錯誤的是A．大理石的主要成分是碳酸鈣 B．海邊的鐵制品比較容易生銹C．光導(dǎo)纖維的主要成分是硅 D．鋁合金質(zhì)輕、抗腐蝕性強【答案】C【解析】A．碳酸鈣（CaCO3）是一種難溶于水的白色固體，大理石的主要成分是碳酸鈣，A正確；B．因為海邊空氣潮濕，所含鹽分多，故鋼鐵表面的水膜的導(dǎo)電能力強，鋼鐵更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，B正確；C．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，C錯誤；D．鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，另外鋁的相對原子質(zhì)量較小，所以鋁合金質(zhì)輕、抗腐蝕性強，D正確；答案選C。3．下列物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化都能一步實現(xiàn)的是（）A．H2S→S→SO3→H2SO4 B．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3C．FeS2→SO2→Na2SO3→Na2SO4 D．N2→NH3→NO2→HNO3→NO2【答案】C【解析】A.硫與氧氣反應(yīng)只能生成二氧化硫，不能一步反應(yīng)生成三氧化硫，故A錯誤；B.二氧化硅不能一步生成硅酸，可由可溶性的硅酸鹽與酸反應(yīng)生成硅酸，故B錯誤；C.FeS2在高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成SO2，SO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na2SO3，Na2SO3被氧氣氧化為Na2SO4，各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化均能一步完成，故C正確；D.氨氣催化氧化得到一氧化氮，不能一步生成二氧化氮，故D錯誤。故選C。4．（2022·云南·高二學(xué)業(yè)考試）我國“玉兔2號”是世界上最先進(jìn)的月球車之一，由太陽能電池板提供能量。制造太陽能電池板的核心材料是A．Al B．C C．Si D．Fe【答案】C【解析】我國“玉兔2號”是世界上最先進(jìn)的月球車之一，由太陽能電池板提供能量。制造太陽能電池板的核心材料是晶體硅，故合理選項是C。5．下列有關(guān)材料的說法錯誤的是A．大理石的主要成分是碳酸鈣 B．海邊的鐵制品比較容易生銹C．光導(dǎo)纖維的主要成分是硅 D．鋁合金質(zhì)輕、抗腐蝕性強【答案】C【解析】A．碳酸鈣（CaCO3）是一種難溶于水的白色固體，大理石的主要成分是碳酸鈣，A正確；B．因為海邊空氣潮濕，所含鹽分多，故鋼鐵表面的水膜的導(dǎo)電能力強，鋼鐵更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，B正確；C．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，C錯誤；D．鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，另外鋁的相對原子質(zhì)量較小，所以鋁合金質(zhì)輕、抗腐蝕性強，D正確；答案選C。6．《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無砂粘土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A．沙子和粘土主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使粘土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料【答案】A【解析】沙子的主要成分是SiO2，粘土的主要成分是硅酸鹽，A錯誤；“燃薪舉火”燒制粘土，發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化，制得磚、瓦等硅酸鹽產(chǎn)品，B正確；據(jù)“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”可知，燒制后澆水冷卻成青瓦，C正確；粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料，D正確。7．下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式書寫正確的是A．常溫下，新切開的鈉表面很快變暗：2Na+O2=Na2O2B．氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Al2O3+2OH-=2AlO+H2OC．向硅酸鈉溶液中通入過量CO2：CO2+Na2SiO3+H2O=2Na++CO+H2SiO3↓D．熾熱的鐵水不能注入未經(jīng)干燥的模具，是為防止：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2【答案】B【解析】A．常溫下，新切開的鈉表面很快變暗是因為生成氧化鈉，反應(yīng)方程式是4Na+O2=2Na2O，故A錯誤；B．氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的離子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO+H2O，故B正確；C．向硅酸鈉溶液中通入過量CO2生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式是2CO2+SiO+2H2O=2HCO+H2SiO3↓，故C錯誤；D．熾熱的鐵水不能注入未經(jīng)干燥的模具，是因為鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故D錯誤；選B。8．下列物質(zhì)能用玻璃試劑瓶(細(xì)口瓶)和玻璃塞保存的是A．NaOH溶液 B．濃硝酸 C．氫氟酸溶液 D．Na2SiO3溶液【答案】B【解析】A．NaOH溶液與磨口玻璃塞中二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉，硅酸鈉具有黏性，因此只用用橡皮塞，故A不符合題意；B．濃硝酸與二氧化硅不反應(yīng)，可以用玻璃塞，故B符合題意；C．氫氟酸溶液與二氧化硅反應(yīng)，只能用塑料瓶盛裝，故C不符合題意；D．Na2SiO3溶液具有黏性，會將玻璃塞與試劑瓶黏住，只能用橡皮塞，故D不符合題意。綜上所述，答案為B。9．傳統(tǒng)文化是中華文明的重要組成部分。下列相關(guān)的化學(xué)解讀錯誤的是選項傳統(tǒng)文化摘錄化學(xué)解讀A有硇水者，翦銀塊投之，則旋而為水“硇水”指鹽酸B白墻黑瓦青石板，煙雨小巷油紙傘“黑瓦”的主要成分是硅酸鹽C紛紛燦爛如星隕，火霍火霍喧豗似火攻焰色反應(yīng)是物理變化D千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金涉及到物質(zhì)的分離與提純A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．“硇水”能將銀溶解，鹽酸與銀不反應(yīng)，故可知“硇水”為硝酸，故A錯誤；B．“黑瓦”主要是黏土燒制而成，主要成分是硅酸鹽，故B正確；C．焰色反應(yīng)是核外電子的躍遷所放出的光能，該過程無化學(xué)鍵斷裂與形成，屬于物理變化，故C正確；D．“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”沙里淘金是利用黃金和沙子的密度的不同，用水洗的方法將沙子和黃金分離，涉及到物質(zhì)的分離與提純，故D正確；故答案為：A10．2021年，我國研制的九章二號量子計算機，在求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題上，比目前世界上最快的計算機“超算”要快億億億倍。計算機芯片的主要材料是A．硅 B．碳 C．鐵 D．錳【答案】A【詳解】硅是半導(dǎo)體，計算機芯片的主要材料是硅，故選A。11．下列試劑的保存方法正確的是A．少量的金屬鈉保存在石蠟油或煤油中B．氫氟酸(HF)保存在帶磨口玻璃塞的細(xì)口瓶中C．漂白粉可放置在空氣中保存D．新制的氯水保存在無色帶橡膠塞的玻璃試劑瓶中【答案】A【詳解】A．鈉的密度比煤油大，且不反應(yīng)，少量的金屬鈉保存在石蠟油或煤油中，以隔絕空氣，故A正確；B．氫氟酸(HF)能與玻璃成分中的二氧化硅反應(yīng)，保存在塑料瓶中，故B錯誤；C．漂白粉能與空氣中的水和二氧化碳反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定發(fā)生分解而失效，所以不可放置在空氣中保存，故C錯誤；D．新制的氯水具有不穩(wěn)定性、強氧化性，應(yīng)保存在棕色帶磨口玻璃塞的細(xì)口瓶中，故D錯誤；故選A。12．半導(dǎo)體行業(yè)中有一句話：“從沙灘到用戶”，計算機芯片的材料是硅，下列有關(guān)硅及其化合物敘述正確的是A．陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸鹽B．光導(dǎo)纖維的主要成分是高純硅C．可用石英坩堝加熱熔融氫氧化鈉固體D．二氧化硅不和任何酸反應(yīng)【答案】A【詳解】A．陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸鹽，屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料，故A正確；B．光導(dǎo)纖維的主要成分是高純二氧化硅，故B錯誤；C．二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，不能用石英坩堝加熱熔融氫氧化鈉固體，故C錯誤；D．二氧化硅能和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，故D錯誤；選A。13．下列離子方程式書寫正確的是A．氯氣通入水中，溶液呈酸性：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-B．向FeBr2溶液中通入少量Cl2：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2C．硅酸鈉溶液與鹽酸混合產(chǎn)生渾濁：+2H+=H2SiO3↓D．氯化鐵溶液與鐵粉反應(yīng)：Fe3++Fe=2Fe2+【答案】C【詳解】A．氯氣與水反應(yīng)生成的HClO為弱酸，應(yīng)寫化學(xué)式，正確的離子方程式為：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，故A錯誤；B．Fe2+的還原性大于Br-，向FeBr2溶液中通入少量Cl2，只有Fe2+被氧化，離子方程式為：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，故B錯誤；C．硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，離子方程式正確，故C正確；D．氯化鐵溶液與鐵粉反應(yīng)：2Fe3++Fe=3Fe2+，故D錯誤；故選C。14．下列說法正確的是A．硅酸不溶于水，因此不與NaOH溶液反應(yīng)B．據(jù)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應(yīng)，可推知硅酸酸性比碳酸酸性強C．硅太陽能電池、石英光導(dǎo)纖維和計算機芯片所用的材料都是SiD．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而制成的【答案】D【詳解】A．硅酸不溶于水，但是二氧化硅可以與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，故A錯誤；B．反應(yīng)高溫下進(jìn)行，生成的二氧化碳是氣體，SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應(yīng)，是高沸點的物質(zhì)制取低沸點的物質(zhì)，不能說明硅酸的酸性比碳酸強，故B錯誤；C．石英光導(dǎo)纖維所用的材料是SiO2，故C錯誤；D．普通玻璃是以純堿、石灰石、石英為原料高溫?zé)Y(jié)而成，故D正確；故選D。15．下列有關(guān)物質(zhì)應(yīng)用的說法正確的是A．小蘇打可以治療胃酸過多B．明礬可用于自來水殺菌消毒C．硅可用于制造光纖D．硅膠用作食品抗氧化劑【答案】A【詳解】A．小蘇打的水溶液堿性較弱，可以和鹽酸反應(yīng)，常用于治療胃酸過多，故A正確；B．明礬水解可用于自來水的凈化，但不能殺菌消毒，故B錯誤；C．硅可用于制造半導(dǎo)體，二氧化硅制造光纖，故C錯誤；D．硅膠用作食品吸水干燥劑，鐵粉可用于食品的抗氧化劑，故D錯誤；故答案為A二、非選擇題16．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等。如圖所示流程是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請回答下列問題：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有______(填標(biāo)號)。(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：______。(3)化合物W的用途很廣，可用于制備硅膠和木材防火劑等，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至反應(yīng)，可生成化合物W，其化學(xué)方程式是______。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標(biāo)的一種氣體是______(填化學(xué)式，下同)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是______?！敬鸢浮竣佗冖邸ⅰ驹斀狻扛鶕?jù)流程中物質(zhì)之間的反應(yīng)，利用原子和電子守恒寫出方程式，根據(jù)置換反應(yīng)特點，單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物進(jìn)行判斷反應(yīng)類型。二氧化碳是溫室效應(yīng)的主要氣體，也是節(jié)能減排的目標(biāo)氣體。（1）反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)，反應(yīng)物中沒有單質(zhì)，不屬于置換反應(yīng)。故屬于置換反應(yīng)的有：①②③。（2）反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：。（3）石英砂和純堿按一定比例混合加熱至反應(yīng)，石英砂是二氧化硅，純堿是碳酸鈉，反應(yīng)為：。（4）氣體A、B、C分別為、、，其中是溫室氣體，是減排的目標(biāo)氣體；和通入W(硅酸鈉)溶液中能夠生成白色沉淀(硅酸)。【點睛】此題主要是考查反應(yīng)方程式，注意氧化還原反應(yīng)方程式一般利用化合價的升降守恒進(jìn)行配平，對于非氧化還原反應(yīng)需要判斷出反應(yīng)機理。17．根據(jù)信息書寫反應(yīng)的方程式：(1)工業(yè)上用Mg和TiCl4在800℃反應(yīng)冶煉金屬Ti，寫出該置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。(2)NiO屬于堿性氧化物，能溶于稀H2SO4，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。(3)向飽和NaClO4溶液加入一定量的NH4Cl固體會有NH4ClO4析出，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。(4)已知SiO2和CO2一樣屬于酸性氧化物，H2SiO3是難溶于水的弱酸。一種以SiO2為原料制取H2SiO3的流程如下：①寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式：__________。②寫出反應(yīng)II的化學(xué)方程式：_________。【答案】2Mg＋TiCl42MgCl2＋TiNiO＋H2SO4＝NiSO4＋H2ONaClO4＋NH4Cl＝NH4ClO4↓＋NaClSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl【詳解】(1)Mg與TiCl4在800℃發(fā)生置換反應(yīng)，則生成MgCl2和Ti，化學(xué)方程式為2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti；(2)NiO屬于堿性氧化物，能溶于稀H2SO4，應(yīng)生成水和NiSO4，化學(xué)方程式為NiO＋H2SO4＝NiSO4＋H2O；(3)向飽和NaClO4溶液加入一定量的NH4Cl固體會有NH4ClO4析出，則還應(yīng)有NaCl生成，化學(xué)方程式為NaClO4＋NH4Cl＝NH4ClO4↓＋NaCl；(4)①SiO2為酸性氧化物，與NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉和水，化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②鹽酸比硅酸酸性強，所以硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)可以生成硅酸沉淀和NaCl，化學(xué)方程式為Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl。18．硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地亮質(zhì)量的90%以上。（1）下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽材料的是___________。A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰（2）是玻璃的主要成分之一，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，工藝師常用___________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。（3）用水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明可用作___________?？赏ㄟ^與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是___________。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝（4）工業(yè)上常利用反應(yīng)制備硅單質(zhì)，該反應(yīng)中氧化劑是___________。（5）根據(jù)如圖所示裝置回答以下問題。若要用此裝置證明酸性：，從以下所給物質(zhì)中選出甲同學(xué)設(shè)計的實驗所用到的物質(zhì)：①?、谙←}酸③碳酸鈣④溶液⑤。試劑A與C分別為___________(填序號)；試管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。有同學(xué)認(rèn)為此實驗不能說明酸性強弱，你認(rèn)為原因是___________?！敬鸢浮浚?）D（2）氫氟酸（3）防火劑D（4）（5）①④有揮發(fā)性，也會和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸【解析】（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸鹽材料，生石灰是氧化鈣，不屬于硅酸鹽，答案選D。（2）二氧化硅是酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成鹽和水，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（3）硅酸鈉是礦物膠，不燃燒，而將硅酸鈉浸泡棉花就阻隔了棉花與空氣中氧氣的直接接觸，可用作防火劑的原料；普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝都含有二氧化硅，能夠與純堿反應(yīng)，氧化鋁與純堿能夠發(fā)生反應(yīng)（生成偏鋁酸鈉和二氧化碳），鐵和碳酸鈉在高溫下不會反應(yīng)，所以高溫熔融純堿時可選用的是鐵坩堝。（4）氧化劑具有氧化性，化合價降低，反應(yīng)中硅元素化合價降低，因此氧化劑是二氧化硅。（5）證明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，試劑A、B、C分別為稀硝酸、碳酸鈉和硅酸鈉溶液；試管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：；有同學(xué)認(rèn)為此實驗不能說明酸性強弱，原因是硝酸具有揮發(fā)性，也會和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸。19．高純二氧化硅可用來制造光纖。某蛇紋石的成分見下表：組分SiO2MgONa2OK2OFe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%59.2038.800.250.500.8通過下圖流程可由蛇紋石制備較純凈的二氧化硅。（1）蛇紋石中涉及的可溶性金屬氧化物有____________（寫化學(xué)式）。（2）步驟①中涉及SiO2反應(yīng)的離子方程式為________________。（3）濾渣A的成分有______________________（填化學(xué)式）。（4）步驟②中洗滌沉淀的方法是_____________________。（5）步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________；實驗室進(jìn)行步驟③需要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、和__