备战高考化学 无机非金属材料 培优练习含答案附答案.docx

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备战高考化学无机非金属材料培优练习含答案附答案

备战高考化学无机非金属材料培优练习（含答案）附答案

一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）

1．甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质，其中甲、乙均为单质，它们的转化关系如图所示

某些条件和部分产物已略去

。

下列说法正确的是 

A．若甲可以与NaOH溶液反应放出H2，则丙一定是两性氧化物

B．若甲为短周期中最活泼的金属，且戊为碱，则丙生成戊一定是氧化还原反应

C．若丙、丁混合产生大量白烟，则乙可能具有漂白性

D．若甲、丙、戊都含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲

丙

戊

【答案】D

【解析】

【详解】

A．甲为单质，若甲可以与NaOH溶液反应放出

，则甲为Al或Si，所以丙可能是氧化铝，也可能是二氧化硅，不一定是两性氧化物，故A错误；

B．若甲为短周期中最活泼的金属，且戊为碱，则甲为Na，乙为氧气，所以丙可以为氧化钠或过氧化钠，当丙为氧化钠时，丙生成戊不是氧化还原反应，故B错误；

C．丙、丁混合产生白烟，则丙、丁可为HCl和

或

和

等，甲、乙均为单质，则乙可能是氯气或氢气或氮气，都不具有漂白性，故C错误；

D．若甲、丙、戊含有同一种元素，当甲为S，乙为氧气，丙为二氧化硫，丁为HClO等具有强氧化性的物质，戊为硫酸，则含S元素的化合价由低到高的顺序为甲

丙

戊，故D正确；

故答案为D。

2．下列化合物既能通过化合反应一步制得，又能通过复分解反应一步制得的是（）

A．SO3B．FeCl2C．CuD．H2SiO3

【答案】B

【解析】

【分析】

由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应；两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应，据此分析。

【详解】

A．SO3可以由二氧化硫和氧气一步制得，但SO3不能通过复分解反应一步制得，故A错误；

B．FeCl2能通过Fe和FeCl3化合反应一步制得，也能通过BaCl2和FeSO4复分解反应一步制得，故B正确；

C．Cu不能通过化合反应和复分解反应制得，故C错误；

D．H2SiO3不能通过化合反应一步制得，故D错误；

答案选B。

【点睛】

化合反应是一种或多种物质生成一种物质的反应，得到的一定是化合物，分解反应是一种物质得到多种物质的反应，复分解反应通常指的是酸碱盐之间的反应。

3．赏心悦目的雕花玻璃通常是用某种物质对玻璃进行刻蚀而制成的，则这种物质是（）

A．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．纯碱

【答案】B

【解析】

【详解】

A、盐酸和二氧化硅不反应，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故不选A；

B、氢氟酸与二氧化硅易反应，生产四氟化硅气体，能在玻璃上进行刻蚀，故选B；

C、二氧化硅与烧碱反应，但反应缓慢，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故不选C；

D、纯碱与二氧化硅在高温下反应，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故不选D。

4．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）。

已知：

SiHCl3遇水H2O强烈水解，在空气中易自燃。

下列说法错误的是（）

A．装置B中的试剂是浓硫酸

B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞

C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化

D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．SiHCl3遇水H2O强烈水解，所以H2应干燥，故装置B中的试剂是浓硫酸，A正确；

B．SiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；

C．SiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；

D．制高纯硅时，温度在1100～1200℃，所以D不能采用普通玻璃管，D正确；

故选B。

5．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（）

①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氮气

A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤⑦

【答案】C

【解析】

【详解】

①SiO2+2C

Si+2CO↑，制备粗硅的反应，所以能反应，故不选；

②SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；

③SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；

④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故不选；

⑤不反应，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故选；

⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O，强碱能腐蚀玻璃，故不选；

⑦SiO2+CaO

CaSiO 3，故不选；

⑧不反应，有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2

Si3N4+6CO，故选；

故答案为：

C。

【点睛】

SiO2在高温下与碳单质反应生成硅单质和一氧化碳，而非二氧化碳，二氧化硅中硅元素是+4价，变成了后来的0价，而碳从0价就先被氧化成+2价的，也就是说二氧化硅的氧化能力比较小，只能把碳氧化成一氧化碳！

6．某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。

（Ⅰ）甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的锂、钠、钾块，观察现象。

①甲同学设计实验的目的是______

②反应最剧烈的烧杯是______（填字母）；

③写出b烧杯里发生反应的离子方程式______

（Ⅱ）乙同学设计了下图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱，根据要求完成下列各小题

（1）实验装置：

（2）实验步骤：

连接仪器、______、加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。

（3）问题探究：

（已知酸性强弱:

亚硫酸>碳酸）

①铜与浓硫酸反应的化学方程式是______，装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是______。

②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是______；

③试管D中发生反应的离子方程式是______。

【答案】验证锂、钠、钾的金属性强弱；c2Na+2H2O=2Na++2OH¯+H2↑检查装置气密性Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+2H2O+SO2↑除去CO2中混有的SO2盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀；SO2+HCO3¯=CO2+HSO3¯

【解析】

【分析】

乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性强弱。

先用浓硫酸和铜在加热条件下制备二氧化硫气体，通入D试管与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，混合气体通入试管E，除去混有的二氧化硫，剩余的二氧化碳通入试管F与硅酸钠溶液反应，会出现白色沉淀。

该实验需要改良的地方尾气处理装置，以及防干扰装置（防止空气中的二氧化碳进入装置F，干扰实验结构，可以加一个球星干燥管，内盛放碱石灰）。

【详解】

（Ⅰ）①由某研究性学习小组设计实验验证元素周期律可得，甲同学设计的实验目的是：

验证锂、钠、钾的金属性强弱；

②金属性：

K＞Na＞Li，金属性越强，单质与水反应越剧烈，故反应最剧烈的烧杯是c；’

③b烧杯里发生反应的离子方程式：

2Na+2H2O=2Na++2OH¯+H2↑；

（Ⅱ）

（2）实验步骤：

有气体参与反应，先连接仪器、检查装置气密性、加药品（先加固体，后加液体）后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。

（3）①铜与浓硫酸反应的化学方程式是：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+2H2O+SO2↑；根据分析，高锰酸钾的作用是除去CO2中混有的SO2；

②非金属性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强，若碳酸可以制得硅酸，则可以证明碳酸强于硅酸，从而可以证明二者非金属性的强弱，故能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是：

盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀；

③试管D用SO2与NaHCO3制备CO2，反应的离子方程式：

SO2+HCO3¯=CO2+HSO3¯。

7．中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。

（1）建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是__________________。

（2）高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是________________；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是________________。

（3）高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与比例中的二氧化硅反应的化学方程式______________________________。

（4）高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式_________。

【答案】黏土石灰石SiO2Si4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2H++SiO32-==H2SiO3（胶体）

【解析】

【详解】

（1）水泥属于三大硅酸盐产品之一，主要原材料是黏土和石灰石，故答案为：

黏土、石灰石；

（2）纯净的二氧化硅具有良好的导光性，可以用于制备光导纤维；硅单质是良好的半导体材料，可以用作芯片材料，故答案为：

SiO2；Si；

（3）氢氟酸与二氧化硅反应生成四氯化硅气体和水，反应方程式为：

4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O，故答案为：

4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；

（4）硅酸钠与盐酸发生复分解反应生成难溶的硅酸和氯化钠，离子方程式为：

2H++SiO32-=H2SiO3（胶体），故答案为：

2H++SiO32-=H2SiO3（胶体）。

8．硅铁合金广泛应用于冶金工业，可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等，回答下列问题：

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图为________，基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。

（2）绿帘石的组成为

，将其改写成氧化物的形式为_____________.

（3）

分子的中心原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________；四卤化硅的熔、沸点如下，分析其变化规律及原因________________________________。

熔点/K

182.8

202.7

278.5

393.6

沸点/K

177.4

330.1

408

460.6

（4）

可与乙二胺（

，简写为en）发生如下反应：

。

的中心离子的配位数为________；

中的配位原子为________。

（5）在硅酸盐中，

四面体（图a）通过共用顶角氧离子可形成多种结构形式。

图b为一种多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为________，化学式为________________。

O·Si

图a

图b

【答案】

哑铃4CaO•Fe2O3•2Al2O3•6SiO2•H2O4正四面体形熔、沸点依次升高，原因是分子结构相似，相对分子量依次增大，分子间作用力逐渐增强6O和Nsp3

或Si2O52-

【解析】

【分析】

（1）基态Fe原子价层电子为其3d、4s能级上电子；基态Si原子电子占据的能级有1s、2s、2p，最高能级为2p；

（2）绿帘石的组成为Ca2FeAl2（SiO4）（Si2O7）O（OH），将其改写成氧化物的形式时应结合元素的化合价，依次写出金属氧化物、非金属氧化物、最后是水，并注意原子的最简单整数比不变；

（3