学年新人教版必修2 53无机非金属材料 同步练习解析版.docx
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学年新人教版必修253无机非金属材料同步练习解析版
5.3无机非金属材料
同步练习（解析版）
1．下列说法正确的是（）
A．SiO2既可以和NaOH溶液反应，也可以和HF溶液反应，所以SiO2是两性氧化物
B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶
C．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池
D．陶瓷的烧制不涉及化学变化
2．下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是（ ）
①过量Ba（OH）2溶液和明矾溶液混合
②氯化钙溶液中通入少量的CO2
③少量Ca（OH）2投入过量NaHCO3溶液中
④向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2
⑥Na2SiO3溶液中通入过量CO2
A．①③④⑥B．②③④⑤C．①②⑤⑥D．②③④⑤
3．下列说法正确的是（ ）
A．萃取时，必须选择有机萃取剂，且有机萃取剂的密度必须比水的密度大
B．观察钾元素焰色反应的操作是：
将铂丝放在硫酸中洗涤后灼烧至无色，然后再用铂丝蘸取固体氯化钾，置于酒精灯的火焰上灼烧，直接观察火焰颜色
C．二氧化硅既能跟HF反应，又能跟NaOH反应，因此二氧化硅是两性氧化物
D．实验室中可以用水玻璃与盐酸反应生成硅酸
4．根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释正确的是（）
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向含有酚酞的Na2SiO3溶液中加入少量BaCl2固体，产生白色沉淀，溶液红色变浅
Na2SiO3溶液中存在水解平衡
B
将SO2气体通入用盐酸酸化的KMnO4溶液中，紫红色褪去
SO2有还原性和漂白性
C
向2mL0.1mol∙L-1KI溶液中加入0.1mol∙L-1FeCl3溶液3mL，充分振荡，用苯萃取多次后，上层呈紫红色，取下层滴加5滴KSCN溶液，出现血红色
FeCl3溶液与KI溶液的反应是可逆反应
D
常温下将Al片放入浓硝酸中，无明显变化
Al与浓硝酸不反应
A．AB．BC．CD．D
5．高纯度晶体硅是良好的半导体材料，它的发现和使用引起了计算机的一场“革命”。
它可以按下列方法制备：
SiO2
Si（粗）
SiHCl3
Si（纯）
下列说法不正确的是（）
A．步骤③中氢气作还原剂
B．硅和二氧化硅都能用作计算机“芯片”
C．步骤①的化学方程式为：
SiO2+2C
Si+2CO↑
D．步骤①②③中发生的反应都属于氧化还原反应
6．化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。
下列说法正确的是
A．“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
B．流感疫苗要冷藏存放，以免蛋白质变性
C．“地沟油”经分馏可得汽油，用作汽车燃料
D．国产大飞机C919使用的“现代工业骨骼”碳纤维是一种新型的有机高分子材料
7．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．向水中加入绿豆大小的Na：
2Na+2H2O＝2Na++2OH-+H2↑
B．向Fe2（SO4）3溶液中加入过量铜粉：
Fe3++Cu＝Fe2++Cu2+
C．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水：
Al3++4NH3·H2O＝AlO2-+2H2O+4NH4+
D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：
Na2SiO3+2H+＝H2SiO3↓+2Na+
8．下列说法正确的是
A．在水溶液中能导电的物质是电解质
B．玻璃、水泥、陶瓷都是硅酸盐产品
C．在江河入海口容易形成三角洲，与胶体的性质无关
D．用玻璃棒蘸取待测液，在酒精灯火焰上灼烧，焰色为黄色，证明溶液中含有Na+
9．下列各组物质的转化中，一定条件下均能一步实现的组合是（ ）
A．①②④B．①②③C．②③④D．①②③④
10．生产生活中一时一刻也离不开化学物质。
下列常见物质属于硫酸盐的是
A．苏打B．明矾C．铁红D．水玻璃
11．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。
回答下列问题:
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号________________，该能层具有的原子轨道数为________________、电子数为________________。
（2）硅主要以硅酸盐、________________等化合物的形式存在于地壳中。
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________________个原子。
（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。
工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为________________。
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实:
硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是___________SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________。
（6）在硅酸盐中，SiO44+四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为________________。
Si与O的原子数之比为________________化学式为________.
12．
（1）工业上用焦炭与SiO2反应可制得粗硅，反应的化学方程式为__，该反应中有元素化合价升高的物质是__，（填化学式，下同），氧化剂是___。
（2）由粗硅制纯硅过程如下：
Si（粗）
SiCl4
SiCl4（纯）
Si（纯），请写出上述过程中有关反应的化学方程式__，__。
（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2。
现将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L，生成氢气的离子方程式为__，硅酸盐的物质的量浓度为__。
13．如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。
A、C、E均为氧化物，A是人体呼出的气体之一；在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A；C和E反应能生成D。
（1）写出下列物质的化学式：
A________，D________；
（2）B除了制取A之外的另一种用途是____________________________________；
（3）C和E反应的化学方程式为________________________________________
（4）这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是________。
14．白玉的化学式可用CaxMgySipO22（OH）2表示（也可用Ca、Mg、si、H的氧化物表示、。
（1）取8．10g白玉粉末灼烧至恒重，固体减少了0.18g，则白玉的摩尔质量为___g／mol。
（2）另取4．05g白玉粉末加入lmol／L的盐酸100mL中充分溶解，得不溶物2．40g。
过滤，将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体336mL（STP）。
则①p=_______________；②白玉的化学式为_______________。
15．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。
（1）工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________（填“氧化剂”或“还原剂”）；在该反应中，若消耗了3.0gSiO2，则转移电子的总数为_______________。
（2）某实验室利用SiHCl3（沸点33.0℃）与过量H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
装置如图所示（热源及夹持装置略去）。
①装置B中的试剂是___________。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________；装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______（填字母）。
a.碘水b.氯水 c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
16．为确认
、
、
的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）请据此回答：
（1）锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
（2）装置B所盛的试剂是_____________，其作用是__________________。
（3）装置C所盛试剂是________________，C中反应的离子方程式是____________。
（4）由此得到的结论是酸性：
________＞________＞________。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成盐和水，而与HF反应生成物不是盐，为其特性，故A错误；
B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸反应生成硅酸，硅酸是白色胶状物，故B正确；
C．晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，石英是二氧化硅，不导电，故C错误；
D．烧制陶瓷的主要原料是粘土，烧制陶瓷的过程中有新物质生成，属于化学变化，故D错误；
答案选B。
2．A
【解析】
【详解】
①Ba（OH）2溶液中的Ba2+与明矾溶液中的SO42－产生白色的BaSO4沉淀，故①正确，；
②氯化钙溶液与CO2不发生反应，若是反应，将会违背强酸制弱酸的原理，故②错误；
③首先是Ca（OH）2溶液中OH－与NaHCO3溶液中HCO3－发生反应产生CO32－，CO32－和Ca2+发生反应生成白色的CaCO3沉淀，故③正确；
④CO2和Na2CO3反应生成溶解度较小的NaHCO3，与此同时CO2与水反应也会消耗一部分溶剂，所以会有白色的NaHCO3析出，故④正确；
⑤CO2是过量的，所以最终溶液的溶质是易溶的Ca（HCO3）2，故⑤错误。
⑥CO2和Na2SiO3生成不溶于水的H2SiO3，故⑥正确；
正确的是①③④⑥，
答案选A。
3．D
【解析】
【详解】
A．萃取时，必须选择有机萃取剂，且有机萃取剂的密度比水的密度大或小，均可，A不正确；
B．观察钾元素焰色反应的操作是：
将铂丝放在硫酸中洗涤后灼烧至无色，然后再用铂丝蘸取固体氯化钾，置于酒精灯的火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色，B不正确；
C．二氧化硅既能跟HF反应，又能跟NaOH反应，但二氧化硅是酸性氧化物，C不正确；
D．实验室中可以用水玻璃与盐酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠溶液，D正确；
答案为D。
4．A
【解析】
【详解】
A．Na2SiO3溶液存在水解平衡，其水解反应为：
SiO32-+H2O
HSiO3-+OH-，显碱性，遇酚酞溶液显红色，加入少量BaCl2固体，BaCl2与Na2SiO3溶液反应，其化学反应为：
Na2SiO3+BaCl2=2NaCl+BaSiO3↓，碱性减弱，溶液红色变浅，A正确；
B．KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化盐酸，紫色褪色，所以不能用盐酸酸化，应用硫酸酸化，且SO2气体通入用硫酸酸化的KMnO4溶液中，紫红色褪去，体现SO2的还原性，不能体现漂白性，B错误；
C．2mL0.1mol∙L-1KI溶液与3mL0.1mol∙L-1FeCl3溶液反应，FeCl3溶液过量，所以反应后的溶液中滴KSCN溶液，KSCN溶液与剩余的Fe3+反应，出现血红色，不能证明FeCl3溶液与KI溶液的反应是可逆反应，C错误；
D．Al片放入浓硝酸中，会钝化，Al片表面生成一层致密的氧化物薄膜，保护内层金属Al，Al与浓硝酸能反应，D错误。
【点睛】
Al、Fe在浓硫酸、浓硝酸中钝化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，保护内层金属，钝化是化学变化。
5．B
【解析】
【详解】
A.步骤③，氢气中氢元素化合价升高，氢气作还原剂，故A正确；
B.硅用作计算机“芯片”，二氧化硅不能作计算机“芯片”，故B错误；
C.步骤①是二氧化硅和碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：
SiO2+2C
Si+2CO↑，故C正确；
D.步骤①②③中，都有元素化合价改变，发生的反应都属于氧化还原反应，故D正确；
选B。
6．B
【解析】
【详解】
A.硅导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，故手机中芯片的主要成分是单晶硅，故A错误；
B.疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。
由于疫苗对温度比较敏感，温度较高时，会因为蛋白质变性，而失去活性，所以疫苗一般应该冷藏保存，B正确；
C.对地沟油为原料制取可以得到生物柴油，粗生物柴油再经分馏才能得到发动机的燃料，故C错误；
D.碳纤维是无机物，是一种无机高分子材料，故D错误；
正确答案是B。
7．A
【解析】
【详解】
A．金属钠跟水反应的离子反应为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故A正确；
B．Fe2（SO4）3溶液中加入过量铜粉，反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，正确的离子方程式为：
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故B错误；
C．向Al2（SO4）3溶液中加入过量氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，该反应的离子方程式为：
Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，故C错误；
D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸，离子方程式：
SiO32-+2H+=H2SiO3↓，故D错误；
故选：
A。
8．B
【解析】
【详解】
A.在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质，故在水溶液中能导电的物质不一定是电解质，如二氧化硫，故A错误；
B.玻璃、水泥和陶瓷是三大硅酸盐产品，其主要成分均为硅酸盐，故B正确；
C.泥水浆属于胶体，海水是电解质溶液，故河水在入海口发生胶体的聚沉从而形成三角洲，和胶体的性质有关，故C错误；
D.玻璃的主要成分之一是硅酸钠，故用玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧时火焰为黄色，不能说明待测液中含钠离子，故D错误；
故选：
B。
【点睛】
本题考查了硅酸盐产品、电解质的概念以及胶体的性质等，应注意的是进行焰色反应时用铂丝或铁丝，不能用玻璃棒。
9．B
【解析】
【详解】
①中碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和足量氢氧化钠反应生成氢氧化钠、盐酸钙和水，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，故①中均能一步实现；
②中铁和氯气反应生成氯化铁，氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和锌置换反应生成铁和氯化锌，故②中均能一步实现；
③中氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝和氯化铵，氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，偏铝酸钠和过量盐酸反应生成氯化铝、氯化钠和水，故故③中均能一步实现；
④中二氧化硅不能一步得到硅酸，故④中不是都能一步实现；
综上所述，答案为B。
【点睛】
二氧化硅不溶于水，也不和水反应，硅酸为白色沉淀，不溶于水；可以通过加入比硅酸强的酸与硅酸盐反应来制备硅酸。
10．B
【解析】
【详解】
A.苏打是Na2CO3的俗称，属于碳酸盐，A不符合题意；
B.明矾是KAl（SO4）2·12H2O，属于硫酸盐，B符合题意；
C.铁红是Fe2O3的俗称，不属于硫酸盐，C不符合题意；
D.水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，不属于硫酸盐，D不符合题意；
故合理选项是B。
11．M94二氧化硅共价键3Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。
而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。
而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
sp31∶3[SiO3]n2n-（或SiO32-）
【解析】
【分析】
（1）Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2，据此解答；
（2）硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在；
（3）硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以共价键结合，在金刚石晶体的晶胞中，每个面心有一个碳原子（晶体硅类似结构），则面心位置贡献的原子为6×
=3个；
（4）Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4、NH3和MgCl2；
（5）①键能越小，化学键越不稳定；
②键能越小，化学键越不稳定，反应倾向于形成稳定性更强方向进行；
（6）硅酸盐中的SiO44-为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式；根据图（b）的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子。
【详解】
（1）硅原子核外有14个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，对应能层分别别为K、L、M，其中能量最高的是最外层M层，该能层有s、p、d三个能级，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道，所以共有9个原子轨道，硅原子的M能层有4个电子（3s23p2）；
（2）硅元素在自然界中主要以化合态（二氧化硅和硅酸盐）形式存在；
（3）硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以共价键结合．在金刚石晶体的晶胞中，每个面心有一个碳原子（晶体硅类似结构），则面心位置贡献的原子为6×
=3个；
（4）Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4、NH3和MgCl2，方程式为：
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2；
（5）①烷烃中的C-C键和C-H键大于硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能，所以硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能易断裂，导致长链硅烷难以生成；
②键能越大、物质就越稳定，C-H键的键能大于C-O键，故C-H键比C-O键稳定，而Si-H键的键能远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向与形成稳定性更强的Si-O键；
（6）硅酸盐中的硅酸根（SiO44-）为正四面体结构，所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式；故答案为：
sp3根据图（b）的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子，化学式为SiO32-。
12．2C＋SiO2
Si＋2CO↑CSiO2Si＋2Cl2
SiCl4SiCl4＋2H2
Si＋4HClSi＋2OH-＋H2O=SiO32-＋2H2↑0.17mol·L-1
【解析】
【分析】
（1）焦炭还原SiO2生成硅和一氧化碳，根据化合价的变化判断，化合价降低的是氧化剂；
（2）硅和氯气反应生成四氯化硅，四氯化硅和氢气反应生成硅和氯化氢；
（3）根据反应的方程式计算生成Na2SiO3的物质的量，进而计算浓度；
【详解】
（1）焦炭还原SiO2生成硅和一氧化碳，化学方程式为2C＋SiO2
Si＋2CO↑，碳元素化合价从0价升高到+2价，二氧化硅中Si元素的化合价从+4价降低到0价，SiO2是氧化剂；
（2）硅和氯气反应生成四氯化硅，化学方程式为：
Si＋2Cl2
SiCl4；四氯化硅和氢气反应生成硅和氯化氢，化学方程式为SiCl4＋2H2
Si＋4HCl；
（3）硅与NaOH反应的化学方程式为Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑，则离子方程式为Si＋2OH-＋H2O=SiO32-＋2H2↑；
m（Si）=28g×
=1.4g，n1（Na2SiO3）=
=0.05mol，
粗产品中SiO2的质量为m（SiO2）=20.0g−11.4g−1.4g=7.2g
n2（Na2SiO3）=1mol×
=0.12mol，
则n（Na2SiO3）=n1（Na2SiO3）+n2（Na2SiO3）=0.12mol+0.05mol=0.17mol，
硅酸盐的物质的量浓度为
=0.17mol/L；
【点睛】
本题写的物质都需要写物质的化学式，学生容易写成名称。
13．CO2Ca（OH）2用于金属表面除锈（制造药物、可帮助消化等）CaO＋H2O=Ca（OH）2分解反应和置换反应
【解析】
【分析】
A是人体呼出的主要气体，则A为二氧化碳，在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A，则D为氢氧化钙，B与D可反应，则B为盐酸；E与B,E与C都反应，且A、C、E均为氧化物，E与C反应生成的D为碱，则C为水，E为氧化钙；
【详解】
（1）根据上述分析可知：
A为CO2，D为Ca（OH）2；答案：
CO2；Ca（OH）2；
（2）根据上述分析可知B为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：
用于金属表面除锈（制造药物、可帮助消化等）；
（3）根据上述分析可知C为水，E为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为CaO＋H2O=Ca（OH）2；答案：
CaO＋H2O=Ca（OH）2；
（4）该五角星的位置中有化合反应，如H2O与CaO、CO2的反应都是化合反应；CO2与Ca（OH）2的反应是复分解反应，HCl和CaO、Ca（OH）2的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。
答案：
分解反应和置换反应。
14．8108Ca2Mg5Si8O22（OH）2
【解析】
【分析】
（1）灼烧白玉粉末质量减少的是水，根据白玉与水的关系式计算其摩尔质量；
（2）①不溶物是二氧化硅，根据白玉与二氧化硅的关系式计算P值；
②最后的溶液含有CaCl2、MgCl2、FeCl2，根据Ca、Mg原子守恒分别用x、y表示出CaCl2、MgCl2的物质的量，根据H2的体积求出FeCl2的物质的量，利用Cl原子守恒，列出方程；再利用白玉的相对原子质量列出另一方程，联立方程求解，确定白玉的化学式。
【详解】
（1）白玉粉末灼烧后，质量减少的是水，根据氢原子守恒得白玉和水的关系式，设白玉的摩尔质量为M；
CaxMgySipO22（OH）2--H2O
1mol 1mol
所以M=810g/mol；
故答案为810；
（2）①通过题意知，酸过量，所以不溶物是二氧化硅，根据硅原子守恒得白玉与二氧化硅的关系式，
CaxMgySipO22（OH）2--PSiO2
1mol pmol
则1mol：
pmol=
：
解得p=8；
故答案为8；
②4.05g白玉的物质的量为n=
=0.005mol；由 FeCl2～H2关系式，得n（FeCl2）=n（H2）=
=0.015mol；由Cl原子守恒，列方程：
2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L×lmol/L；由白玉的相对原子质量为810，列方程：
40x+24y+28×8+16×22+17×2=810；联立方程，解得：
x=2；y=5；则白玉的化学式为：
Ca2Mg5Si8O22（OH）2；
故答案是：
Ca2Mg5Si8O22（OH）2。
15．还原剂1.204×1023或0.2NA浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成SiHCl3＋H2
Si＋3HClbd
【解析】
【分析】
（1）根据工艺流程写出化学方程式，从化合价的变化判断焦炭的作用，根
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