高考化学压轴题专题无机非金属材料的经典推断题综合题及答案解析.docx
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高考化学压轴题专题无机非金属材料的经典推断题综合题及答案解析
高考化学压轴题专题无机非金属材料的经典推断题综合题及答案解析
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．下列表述正确的是（）
①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由涂加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②④B．②④C．③④⑤D．③⑤
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是三氧化二铝，故①错误；
②玛瑙的主要成分是二氧化硅，故②错误；
③水泥的成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，是硅酸盐，故③正确；
④变色眼镜由添加溴化银的普通玻璃璃制作，故④错误；
⑤晶体硅可以制太阳能电池，利于环保、节能，故⑤正确；
故答案选：
D。
【点睛】
本题主要考察物质的组成和分类，需了解常见矿物及常见无机物组成成分。
2．在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A．玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B．晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C．碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
【答案】D
【解析】
【详解】
A．水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；
B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主要原料，故B错误；
C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故C错误；
D．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，故D正确；
答案选D。
3．下列实验现象与氧化还原反应有关的是（）
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色
C．向Fe2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色，是由于一水合氨电离出氢氧根离子的缘故，没有发生氧化还原反应，故A错误；
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色，是由于反应生成NO和硝酸，N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确；
C．向Fe2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，发生的是复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不是氧化还原反应，故C错误；
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成，发生的是复分解反应生成硅酸，不是氧化还原反应，故D错误；
故选B。
4．下列说法中正确的是
A．由Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3
B．氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀，过量时沉淀溶解
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的装置
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.强酸制弱酸都是在溶液中进行的反应，而SiO2与Na2CO3是高温下的反应，生成CO2气体逸出，有利于反应的进行，与最高价含氧酸的酸性无关，A项错误；
B.氢氟酸与玻璃中的成分反应，氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中，B项错误；
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸，硅酸与盐酸不反应，过量时沉淀不溶解，C项错误；
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应，故均不可作为融化NaOH固体的装置，D项正确；
答案选D。
5．青石棉（cricidolite）是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：
Na2Fe5Si8O22（OH）2，青石棉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．青石棉是一种易燃品且易溶于水
B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：
Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
C．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L3mol/LHNO3溶液
D．1molNa2Fe5Si8O22（OH）2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5L2mol/LHF溶液
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．青石棉属于硅酸盐材料，不易燃，也不溶于水，故A错误；
B．硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为：
活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：
Na2O⋅3FeO⋅Fe2O3⋅8SiO2⋅H2O，故B正确；
C．6L3mol/LHNO3溶液中硝酸的物质的量为18mol，1mol青石棉用稀硝酸溶液处理时，亚铁离子被氧化为铁离子，硝酸被还原为一氧化氮，根据转移电子守恒可知，产物为2molNaNO3、5molFe（NO3）3（有3mol的+2价铁氧化）、1molNO等，因此1mol该物质能和（2+5×3+1）mol=18molHNO3反应，故C正确；
D．5.5L2mol/LHF溶液中HF的物质的量为11mol，HF与二氧化硅反应的方程式为：
SiO2+4HF=SiF4+2H2O，由此可知HF的量不足，故D错误；
故答案为：
BC。
6．工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石．在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式为：
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑
（1）普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为________，则原料中SiO2、Na2CO3、CaCO3的物质的量之比为_________________________。
（2）在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式___________________，有_____________种不同类型的晶体（填数字）
（3）在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径___________（填“大”或“小”），该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。
（4）在上述普通玻璃的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
【答案】Na2O·CaO·6SiO26：
1：
1
3大Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O42
【解析】
【分析】
根据普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。
【详解】
（1）普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为Na2O·CaO·6SiO2，根据原子守恒，原料中SiO2、Na2CO3
Na2O、CaCO3
，所以物质的量之比为6：
1：
1，故答案：
Na2O·CaO·6SiO2；6：
1：
1；
（2）根据Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑，反应物和生成物中，Na2CO3、Na2SiO3、CaCO3、CaSiO3是离子化合物，属于离子晶体；SiO2是共价化合物，属于原子晶体；CO2属于分子晶体，且属于非极性分子，其电子式
，有3种不同类型的晶体，故答案：
；3；
（3）在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素为钠，钠离子半径比铝离子半径大，钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al（OH）3，他们之间发生反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案：
大；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中，与铝元素同周期的另一元素为Si，核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子，故答案：
4；2。
7．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题：
（1）硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：
_________________________________。
（2）古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡（BaCuSi2Ox，铜为＋2价），下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．x等于6
D．易溶解于强酸和强碱
（3）工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式：
________________。
②SiCl4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为____________________。
③在流化床反应的产物中，除SiCl4外，还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有关物质的沸点数据如下表，分离SiCl4和其他杂质的方法为________。
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
－30.4
－84.9
－111.9
【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等（回答其中一种即可）D2C＋SiO2
2CO↑＋SiSiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl蒸馏（精馏）
【解析】
【详解】
（1）硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯片的主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等，
因此，本题正确答案是：
制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等；
（2）A.硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：
活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：
，所以A选项是正确的；
B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以B选项是正确的；
C.在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为
，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：
，计算得出x=6，所以C选项是正确的；
D.
是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故D错误；
因此，本题正确答案是：
D；
（3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应，2C＋SiO2
2CO↑＋Si；
②
水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程式为：
SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl，因此，本题正确答案是：
SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl；
③利用沸点的不同提纯
属于蒸馏，
（沸点57.6℃）中含有少量
（沸点33℃）和
（离子化合物沸点很高），
（沸点8.2℃）、
（沸点-30.4℃）、因为沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质，因此，本题正确答案是：
精馏（或蒸馏）。
8．A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl－、SiO32-、OH－、NO3-
阳离子
H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：
A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题：
（1）写出A、B、C、D的化学式：
A______，B_____，C____，D____。
（2）写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：
__________。
（3）请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：
溶液
A
C
D
试剂瓶序号
___
___
___
【答案】HClNa2SiO3AgNO3KOHSiO32-＋2H＋=H2SiO3↓①③②
【解析】
【分析】
A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同，A溶液呈强酸性，则A为盐酸或硝酸，B的焰色反应呈黄色，则B中含有Na元素，A能和B反应生成白色沉淀，则B为Na2SiO3；盐酸能和AgNO3反应生成白色沉淀，所以C为AgNO3，则A为HCl，根据四种化合物中阴阳离子各不相同，则D为KOH。
【详解】
（1）根据以上分析知，四种物质化学式分别为HCl、Na2SiO3、C为AgNO3、D为KOH；
（2）A是HCl、B是硅酸钠，二者反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓；
（3）A是HCl、C为AgNO3、D为KOH，KOH能和二氧化硅反应生成粘性物质硅酸钠，不能用含有玻璃塞的试剂瓶盛放；硝酸银见光易分解，应该放置在棕色试剂瓶中；盐酸不分解，且和玻璃中成分不反应，所以放置在一般试剂瓶中即可，所以A、C、D选取试剂瓶序号为①③②。
【点睛】
含有钠元素的物质焰色反应为黄色，含有钾元素的物质焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色，钙元素的焰色反应为砖红色；玻璃中含有二氧化硅，能与碱性溶液发生反应，所以碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞。
9．已知：
甲、乙、丙、丁为常见化合物，A、B为单质，相互转化关系如图。
其中甲是天然气的主要成分。
回答下列问题：
（1）丁物质的名称：
______，丙物质的化学式：
_________________________________________。
（2）检验化合物乙的化学方程式：
___________________________________________________。
（3）试剂X可能的化学式：
________、________（要求：
所选物质类别不同）。
（4）通过分析表明：
燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。
（5）取变红溶液于试管中加热，观察到的现象有_______________________________________。
【答案】水COCO2＋Ca（OH）2=CaCO3↓＋H2OO2CuO充足的氧气红色溶液变成紫色，有气泡冒出
【解析】
【分析】
甲是天然气的主要成分，则甲是甲烷，甲与A，B与A能燃烧，则A是氧气，丁电解生成A、B，则B是氢气，丁是水，乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红，则乙是二氧化碳，丙与乙可以相互转化，则丙是一氧化碳，据此分析解答。
【详解】
（1）根据分析可知丁是水，丙是CO，故答案为：
水；CO；
（2）检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，反应方程式为：
CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（3）由丙转化到乙，则试剂X可以是氧气，也可以是氧化铜等物质，所属的类别分别是单质和氧化物；故答案为：
O2；CuO；
（4）通过分析表明:
燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气；故答案为：
充足的氧气；
（5）取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程，故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色，有气泡冒出；故答案为：
红色溶液变成紫色，有气泡冒出。
10．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成100mL溶液。
学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
（1）配制100mL溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。
（2）若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。
（3）根据以上实验可得出：
一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。
（4）加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。
【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切A、CCO32-、SiO32-SO42-、Al3+、Ba2+CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第
（2）题根据
进行分析；
【详解】
（1）容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：
检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
（2）A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：
AC；
（3）根据分析可知一定存在的离子为：
CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：
SO42-、Al3+、Ba2+，故答案为：
CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
（4）根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：
CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
11．A元素的一种单质是重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
（1）易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_______________。
（2）将C与纯碱混合，在高温熔融时发生化学反应也可生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将E与D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反应方程式：
____________________、__________________。
②要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是________。
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．瓷坩埚D．铁坩埚
【答案】氢氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC
【解析】
【分析】
“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si，通过“光导纤维”可推测C为SiO2，SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。
SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2，故B为C，E为CO2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故F为H2SiO3。
【详解】
（1）SiO2易与氢氟酸发生反应，故答案为：
氢氟酸；
；
（2）①根据分析可知答案为：
；
；
②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故A项错误；B项石英玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故C项错误；D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故D项正确；故答案为：
ABC。
【点睛】
半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。
12．A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应①是置换反应。
（1）若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素在周期表中同一列，A、F所含元素在周期表中同一横行，则反应①的化学方程式是_______________________。
（2）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是_____________________；
（3）若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，反应③的化学方程式是________________。
（4）若A、D为单质，且A原子核内所含质子数是D的2倍，B是参与大气循环的一种物质，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，反应④的化学方程式是_________。
【答案】SiO2＋2C
Si＋2CO↑2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－4NH3＋5O2
4NO＋6H2OC＋4HNO3
CO2↑＋4NO2↑＋4H2O
【解析】
【分析】
【详解】
（1）若A、D、F都是非金属单质，反应①是置换反应，A、D同主族，根据框图可知，A与F生成E，C与F也能生成E，因此只能是SiO2与C反应，则A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si，E是CO2、F是O2。
反应①的方程式为SiO2＋2C
Si＋2CO↑。
（2）若A是常见的金属单质，反应①是置换反应，D、F是气态单质，根据框图可知，A与F生成E，C与F也能生成E，因此A只能为Fe，D为H2，F为Cl2，B为HCl，C为FeCl2，E为FeCl3。
反应②的方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。
（3）若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，所以A是氨气，B是氯气，C是氮气，D是氯化氢，F是氧气，E是NO，反应③的化学方程式是4NH3＋5O2
4NO＋6H2O。
（4）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，B是参与大气循环的一种物质，反应①是置换反应，根据框图可知，A为Mg，D为C，B为CO2，C为MgO，又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成，F为HNO3。
反应④的化学方程式是C＋4HNO3
CO2↑＋4NO2↑＋4H2O。
【点晴】
解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
13．请按要求完成下列各题：
（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式__________________
（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为_________________________________
（3）将一小块钠投入到盛
溶液的烧
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