5.3 无机非金属材料-2021-2022学年高一化学同步课时练+单元测试（人教版2019必修第二册）（解析版）

第五章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料（第1课时，共1课时）一、选择题（共15题）1．下列说法正确的是A．自然界中的硅元素全部是以化合态形式存在B．单质硅是制备光导纤维的原料C．玻璃中含二氧化硅，所以可以用盐酸刻蚀玻璃D．石英、陶瓷和水泥均属于硅酸盐【答案】A【解析】A．硅元素在自然界中主要是以硅酸盐、二氧化硅的形式存在，没有游离态的硅，故A正确；B．二氧化硅是制备光导纤维的原料，故B错误；C．玻璃中含二氧化硅，可以用氢氟酸刻蚀玻璃，故C错误；D．石英的主要成分是二氧化硅，陶瓷和水泥属于硅酸盐，故D错误；选A。2．下列有关材料的说法错误的是A．大理石的主要成分是碳酸钙 B．海边的铁制品比较容易生锈C．光导纤维的主要成分是硅 D．铝合金质轻、抗腐蚀性强【答案】C【解析】A．碳酸钙（CaCO3）是一种难溶于水的白色固体，大理石的主要成分是碳酸钙，A正确；B．因为海边空气潮湿，所含盐分多，故钢铁表面的水膜的导电能力强，钢铁更容易发生电化学腐蚀，B正确；C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误；D．铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，另外铝的相对原子质量较小，所以铝合金质轻、抗腐蚀性强，D正确；答案选C。3．下列物质之间的转化都能一步实现的是（）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.硫与氧气反应只能生成二氧化硫，不能一步反应生成三氧化硫，故A错误；B.二氧化硅不能一步生成硅酸，可由可溶性的硅酸盐与酸反应生成硅酸，故B错误；C.FeS2在高温条件下与氧气反应生成SO2，SO2与氢氧化钠溶液反应生成Na2SO3，Na2SO3被氧气氧化为Na2SO4，各物质之间的转化均能一步完成，故C正确；D.氨气催化氧化得到一氧化氮，不能一步生成二氧化氮，故D错误。故选C。4．（2022·云南·高二学业考试）我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是A．Al B．C C．Si D．Fe【答案】C【解析】我国“玉兔2号”是世界上最先进的月球车之一，由太阳能电池板提供能量。制造太阳能电池板的核心材料是晶体硅，故合理选项是C。5．下列有关材料的说法错误的是A．大理石的主要成分是碳酸钙 B．海边的铁制品比较容易生锈C．光导纤维的主要成分是硅 D．铝合金质轻、抗腐蚀性强【答案】C【解析】A．碳酸钙（CaCO3）是一种难溶于水的白色固体，大理石的主要成分是碳酸钙，A正确；B．因为海边空气潮湿，所含盐分多，故钢铁表面的水膜的导电能力强，钢铁更容易发生电化学腐蚀，B正确；C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误；D．铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，另外铝的相对原子质量较小，所以铝合金质轻、抗腐蚀性强，D正确；答案选C。6．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．沙子和粘土主要成分为硅酸盐B．“燃薪举火”使粘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．粘土是制作砖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盐，A错误；“燃薪举火”烧制粘土，发生一系列复杂的物理化学变化，制得砖、瓦等硅酸盐产品，B正确；据“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，烧制后浇水冷却成青瓦，C正确；粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D正确。7．下列反应的化学方程式或离子方程式书写正确的是A．常温下，新切开的钠表面很快变暗：2Na+O2=Na2O2B．氧化铝与氢氧化钠溶液反应：Al2O3+2OH-=2AlO+H2OC．向硅酸钠溶液中通入过量CO2：CO2+Na2SiO3+H2O=2Na++CO+H2SiO3↓D．炽热的铁水不能注入未经干燥的模具，是为防止：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2【答案】B【解析】A．常温下，新切开的钠表面很快变暗是因为生成氧化钠，反应方程式是4Na+O2=2Na2O，故A错误；B．氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO+H2O，故B正确；C．向硅酸钠溶液中通入过量CO2生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式是2CO2+SiO+2H2O=2HCO+H2SiO3↓，故C错误；D．炽热的铁水不能注入未经干燥的模具，是因为铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故D错误；选B。8．下列物质能用玻璃试剂瓶(细口瓶)和玻璃塞保存的是A．NaOH溶液 B．浓硝酸 C．氢氟酸溶液 D．Na2SiO3溶液【答案】B【解析】A．NaOH溶液与磨口玻璃塞中二氧化硅反应生成硅酸钠，硅酸钠具有黏性，因此只用用橡皮塞，故A不符合题意；B．浓硝酸与二氧化硅不反应，可以用玻璃塞，故B符合题意；C．氢氟酸溶液与二氧化硅反应，只能用塑料瓶盛装，故C不符合题意；D．Na2SiO3溶液具有黏性，会将玻璃塞与试剂瓶黏住，只能用橡皮塞，故D不符合题意。综上所述，答案为B。9．传统文化是中华文明的重要组成部分。下列相关的化学解读错误的是选项传统文化摘录化学解读A有硇水者，翦银块投之，则旋而为水“硇水”指盐酸B白墙黑瓦青石板，烟雨小巷油纸伞“黑瓦”的主要成分是硅酸盐C纷纷灿烂如星陨，火霍火霍喧豗似火攻焰色反应是物理变化D千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金涉及到物质的分离与提纯A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．“硇水”能将银溶解，盐酸与银不反应，故可知“硇水”为硝酸，故A错误；B．“黑瓦”主要是黏土烧制而成，主要成分是硅酸盐，故B正确；C．焰色反应是核外电子的跃迁所放出的光能，该过程无化学键断裂与形成，属于物理变化，故C正确；D．“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”沙里淘金是利用黄金和沙子的密度的不同，用水洗的方法将沙子和黄金分离，涉及到物质的分离与提纯，故D正确；故答案为：A10．2021年，我国研制的九章二号量子计算机，在求解高斯玻色取样数学问题上，比目前世界上最快的计算机“超算”要快亿亿亿倍。计算机芯片的主要材料是A．硅 B．碳 C．铁 D．锰【答案】A【详解】硅是半导体，计算机芯片的主要材料是硅，故选A。11．下列试剂的保存方法正确的是A．少量的金属钠保存在石蜡油或煤油中B．氢氟酸(HF)保存在带磨口玻璃塞的细口瓶中C．漂白粉可放置在空气中保存D．新制的氯水保存在无色带橡胶塞的玻璃试剂瓶中【答案】A【详解】A．钠的密度比煤油大，且不反应，少量的金属钠保存在石蜡油或煤油中，以隔绝空气，故A正确；B．氢氟酸(HF)能与玻璃成分中的二氧化硅反应，保存在塑料瓶中，故B错误；C．漂白粉能与空气中的水和二氧化碳反应生成次氯酸，次氯酸不稳定发生分解而失效，所以不可放置在空气中保存，故C错误；D．新制的氯水具有不稳定性、强氧化性，应保存在棕色带磨口玻璃塞的细口瓶中，故D错误；故选A。12．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是A．陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐B．光导纤维的主要成分是高纯硅C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体D．二氧化硅不和任何酸反应【答案】A【详解】A．陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐，属于传统硅酸盐材料，故A正确；B．光导纤维的主要成分是高纯二氧化硅，故B错误；C．二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，不能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体，故C错误；D．二氧化硅能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故D错误；选A。13．下列离子方程式书写正确的是A．氯气通入水中，溶液呈酸性：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-B．向FeBr2溶液中通入少量Cl2：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2C．硅酸钠溶液与盐酸混合产生浑浊：+2H+=H2SiO3↓D．氯化铁溶液与铁粉反应：Fe3++Fe=2Fe2+【答案】C【详解】A．氯气与水反应生成的HClO为弱酸，应写化学式，正确的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，故A错误；B．Fe2+的还原性大于Br-，向FeBr2溶液中通入少量Cl2，只有Fe2+被氧化，离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，故B错误；C．硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀，离子方程式正确，故C正确；D．氯化铁溶液与铁粉反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，故D错误；故选C。14．下列说法正确的是A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应B．据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强C．硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是SiD．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的【答案】D【详解】A．硅酸不溶于水，但是二氧化硅可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，故A错误；B．反应高温下进行，生成的二氧化碳是气体，SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，是高沸点的物质制取低沸点的物质，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，故B错误；C．石英光导纤维所用的材料是SiO2，故C错误；D．普通玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料高温烧结而成，故D正确；故选D。15．下列有关物质应用的说法正确的是A．小苏打可以治疗胃酸过多B．明矾可用于自来水杀菌消毒C．硅可用于制造光纤D．硅胶用作食品抗氧化剂【答案】A【详解】A．小苏打的水溶液碱性较弱，可以和盐酸反应，常用于治疗胃酸过多，故A正确；B．明矾水解可用于自来水的净化，但不能杀菌消毒，故B错误；C．硅可用于制造半导体，二氧化硅制造光纤，故C错误；D．硅胶用作食品吸水干燥剂，铁粉可用于食品的抗氧化剂，故D错误；故答案为A二、非选择题16．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。如图所示流程是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有______(填标号)。(2)写出反应①的化学方程式：______。(3)化合物W的用途很广，可用于制备硅胶和木材防火剂等，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，可生成化合物W，其化学方程式是______。(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是______(填化学式，下同)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是______。【答案】①②③、【详解】根据流程中物质之间的反应，利用原子和电子守恒写出方程式，根据置换反应特点，单质和化合物反应生成单质和化合物进行判断反应类型。二氧化碳是温室效应的主要气体，也是节能减排的目标气体。（1）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：，属于置换反应；反应②是，属于置换反应；反应③是，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应，反应物中没有单质，不属于置换反应。故属于置换反应的有：①②③。（2）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：。（3）石英砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，石英砂是二氧化硅，纯碱是碳酸钠，反应为：。（4）气体A、B、C分别为、、，其中是温室气体，是减排的目标气体；和通入W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。【点睛】此题主要是考查反应方程式，注意氧化还原反应方程式一般利用化合价的升降守恒进行配平，对于非氧化还原反应需要判断出反应机理。17．根据信息书写反应的方程式：(1)工业上用Mg和TiCl4在800℃反应冶炼金属Ti，写出该置换反应的化学方程式：_______。(2)NiO属于碱性氧化物，能溶于稀H2SO4，写出该反应的化学方程式：________。(3)向饱和NaClO4溶液加入一定量的NH4Cl固体会有NH4ClO4析出，写出该反应的化学方程式：______。(4)已知SiO2和CO2一样属于酸性氧化物，H2SiO3是难溶于水的弱酸。一种以SiO2为原料制取H2SiO3的流程如下：①写出反应I的化学方程式：__________。②写出反应II的化学方程式：_________。【答案】2Mg＋TiCl42MgCl2＋TiNiO＋H2SO4＝NiSO4＋H2ONaClO4＋NH4Cl＝NH4ClO4↓＋NaClSiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl【详解】(1)Mg与TiCl4在800℃发生置换反应，则生成MgCl2和Ti，化学方程式为2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti；(2)NiO属于碱性氧化物，能溶于稀H2SO4，应生成水和NiSO4，化学方程式为NiO＋H2SO4＝NiSO4＋H2O；(3)向饱和NaClO4溶液加入一定量的NH4Cl固体会有NH4ClO4析出，则还应有NaCl生成，化学方程式为NaClO4＋NH4Cl＝NH4ClO4↓＋NaCl；(4)①SiO2为酸性氧化物，与NaOH反应生成硅酸钠和水，化学方程式为SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②盐酸比硅酸酸性强，所以硅酸钠与盐酸反应可以生成硅酸沉淀和NaCl，化学方程式为Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl。18．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地亮质量的90%以上。（1）下列物质不属于硅酸盐材料的是___________。A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰（2）是玻璃的主要成分之一，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．氧化铝坩埚D．铁坩埚（4）工业上常利用反应制备硅单质，该反应中氧化剂是___________。（5）根据如图所示装置回答以下问题。若要用此装置证明酸性：，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②稀盐酸③碳酸钙④溶液⑤。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___________。有同学认为此实验不能说明酸性强弱，你认为原因是___________。【答案】（1）D（2）氢氟酸（3）防火剂D（4）（5）①④有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸【解析】（1）陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，生石灰是氧化钙，不属于硅酸盐，答案选D。（2）二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：。（3）硅酸钠是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠浸泡棉花就阻隔了棉花与空气中氧气的直接接触，可用作防火剂的原料；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与纯碱反应，氧化铝与纯碱能够发生反应（生成偏铝酸钠和二氧化碳），铁和碳酸钠在高温下不会反应，所以高温熔融纯碱时可选用的是铁坩埚。（4）氧化剂具有氧化性，化合价降低，反应中硅元素化合价降低，因此氧化剂是二氧化硅。（5）证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，试剂A、B、C分别为稀硝酸、碳酸钠和硅酸钠溶液；试管中发生反应的离子方程式为：；有同学认为此实验不能说明酸性强弱，原因是硝酸具有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸。19．高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表：组分SiO2MgONa2OK2OFe2O3质量分数/%59.2038.800.250.500.8通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。（1）蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有____________（写化学式）。（2）步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为________________。（3）滤渣A的成分有______________________（填化学式）。（4）步骤②中洗涤沉淀的方法是_____________________。（5）步骤③反应的化学方程式为______________________；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和__