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1、培优无机非金属材料辅导专题训练附答案培优无机非金属材料辅导专题训练附答案一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）1某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究下列有关说法不正确的是（ ）A由可知X中一定存在SiO2B无法判断混合物中是否含有Na2OC1.92 g固体成分为CuD15.6 g混合物X中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1【答案】B【解析】途径a：15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和

2、氢氧化钠反应，4.92g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，又Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu；结合途径b可知15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，固体质量减少15.6g6.4g=9.2g，固体中一定还有氧化钠，其质量为9.2g，A由以上分析可知X中一定存在SiO2，故A正确；B.15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，只有氧化钠与水反应，混合物中一定含有Na2O，故B错误；CCu

3、与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu，故C正确；D设氧化铁的物质的量是x，金属铜的物质的量是y，由Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+得出：Fe2O32Fe3+Cu，则160x+64y=6.4，64y64x=1.92，解得x=0.02mol，y=0.05mol，所以氧化铁的质量为0.02mol160g/mol=3.2g，金属铜的质量为0.05mol64g/mol=3.2g，则原混合物中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1，故D正确；【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算，侧重于学生的分析和计算能力的考查，为高考常见题型，注意掌握检验

4、未知物的采用方法，能够根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量，难度中等2下列说法中不正确的是（ ）A硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中B锂保存在煤油中C硅在自然界中只有化合态D实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞【答案】B【解析】【分析】【详解】A硝酸银在光照或加热条件下会分解生成Ag、NO2、O2，因此一般将硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中，故A不符合题意；B锂单质的密度小于煤油，不能保存在煤油中，一般保存在石蜡中，故B符合题意；C根据硅的化学性质，在自然界中应该有游离态的硅存在，但Si是亲氧元素，其亲氧性致使Si在地壳的演变中，全部以化合态

5、存在于自然界中，故C不符合题意；D玻璃塞中含有SiO2，NaOH能够与SiO2发生化学反应生成Na2SiO3，因此实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，故D不符合题意；故答案为：B。3下列实验过程中，始终无明显现象的是（ ）ASO2通入Ba(NO3)2溶液中BO2通入Na2SO3溶液中CCl2通入Na2SiO3溶液中DNH3通入Ca(HCO3)2溶液中【答案】B【解析】【分析】【详解】A二氧化硫被硝酸氧化为硫酸根离子，SO2通入Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀，故不选A；BO2通入Na2SO3溶液中，Na2SO3被氧化为Na2SO4，无明显现象，故选B；CCl2通入Na2SiO3溶液中，

6、氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和Na2SiO3反应生成硅酸白色胶状沉淀，故不选C；DNH3通入Ca(HCO3)2溶液中生成碳酸钙沉淀和碳酸铵，故不选D；故选B。4“纳米车”(如图所示)是科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成的，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是AC60是一种新型的化合物BC60与12C是同素异形体C人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动D“纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段【答案】D【解析】【分析】【详解】AC60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，故A错误；BC60

7、是由碳元素形成的单质，而是碳元素的一种原子，故C60与不是互为同素异形体，故B错误；C因“纳米车”很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动，故C错误；D“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，故D正确；故答案选D。5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

8、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 SiO2 Si 4HF+SiO2=SiF4+2H2O 2H+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

9、+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）。6有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12716。(1)用盐的组成表示其化学式： _。(2)用氧化物的组成表示其化学式： _。(3)该矿石的成分属于_(填物质的分类)。(4)写出该矿石(氧化物形式)与盐酸反应的化学方程式： _。【答案】Mg2SiO4 2MgOSiO2 硅酸盐 2MgOSiO24HCl=2MgCl22H2OSiO2 【解析】【分析】根据n=及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算，得出

10、正确结论；由金属离子和酸根离子组成的化合物属于盐。【详解】镁、硅、氧的质量比为12：7：16，则镁、硅、氧的原子个数比为:=2:1:4(1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg2SiO4；(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgOSiO2(3)Mg2SiO4属于盐类，且属于硅酸盐；(4)Mg2SiO4溶于与稀盐酸生成MgCl2和SiO2，发生反应的化学方程式为2MgOSiO24HCl=2MgCl22H2OSiO2。【点睛】硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水的顺序书写；注意：氧化物之间以“”隔开；系数配置出现的分数应化为整数；金属氧化物在前(活泼金属氧化物

11、较活泼金属氧化物)，非金属氧化物在后。7在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。据此填写：（1）B的化学式是_，目前在现代通迅方面B已被用作_主要原料。（2）B和a溶液反应的离子方程式是_。（3）A和a溶液反应的离子方程式是_。（4）C和过量盐酸反应的离子方程式是_。【答案】SiO2 制光导纤维 SiO22OH=SiO32-H2O Si2OHH2O=SiO32-2H2 SiO32-2H=H2SiO3 【解析】【分析】A是一种固体单质，且常作半导体材料，则A是Si，所以B为SiO2，由图中转化关系可知E为H2SiO3，a为NaOH，C为N

12、a2SiO3，D为H2O，由于 F是最轻的气体单质，则F为H2。【详解】A是一种固体单质，且常作半导体材料，则A是Si，所以B为SiO2，由图中转化关系可知E为H2SiO3，a为NaOH，C为Na2SiO3，D为H2O，由于 F是最轻的气体单质，则F为H2，（1）B的化学式是SiO2，目前在现代通迅方面B已被用作光导纤维主要原料；（2）B和a溶液反应的离子方程式是SiO22OH=SiO32-H2O；（3）A和a溶液反应的离子方程式是Si2OHH2O=SiO32-2H2；（4）C和过量盐酸反应的离子方程式是SiO32-2H=H2SiO3。82019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人，以表彰他们

13、对锂离子电池研发的卓越贡献。工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、CaO、MgO等)制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如图：已知：KspMg(OH)2=10-11，KspAl(OH)3=10-33，KspFe(OH)3=10-38回答下列问题：（1）为鉴定某矿石中是否含有锂元素，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈_，可以认为该矿石中存在锂元素。a.紫红色 b.紫色 c.黄色（2）锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6，其氧化物的形式为_。（3）为提高“酸化焙烧”效率，常采取的措施是_。（4）向“浸出液”中加入CaCO3，其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸，控制pH

14、使Fe3+、A13+完全沉淀，则pH至少为_。(已知：完全沉淀后离子浓度低于1l05)mol/L)（5）“滤渣”的主要化学成分为_。（6）“沉锂”过程中加入的沉淀剂为饱和的_溶液（填化学式）；该过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li+，可将其加入到“_”步骤中。（7）Li2CO3与Co3O4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为_。【答案】a Li2OAl2O34SiO2 将矿石粉碎（搅拌、升高温度） 4.7 Mg(OH)2，CaCO3 Na2CO3 净化 6Li2CO3+4Co3O4+O2=12Li2CoO2+6CO2 【解析】【分析】锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6，还含有Fe

15、O、CaO、MgO等)为原料来制取钴酸锂(LiCoO2)，加入过量浓硫酸溶解锂辉矿，加入碳酸钙除去过量的硫酸，并使铁离子、铝离子沉淀完全，然后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子，过滤得到溶液中主要是锂离子的溶液，滤液蒸发浓缩得20%Li2S，加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂，洗涤后与Co3O4高温下焙烧生成钴酸锂，据此分析解题。【详解】(1)焰色反应常用来检测金属元素，钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色，利用排除法可以选出锂元素的焰色为紫红色，故答案为a；(2)锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6，在原子简单整数比不变的基础上，其氧化物的形式为Li2OAl2O34SiO2；(3)“酸化焙

16、烧”时使用的是浓硫酸，为提高“酸化焙烧”效率，还可采取的措施有将矿石细磨、搅拌、升高温度等；(4)根据柱状图分析可知，Al(OH)3的Ksp大于Fe(OH)3的Ksp，那么使Al3+完全沉淀pH大于Fe3+的Al(OH)3的Ksp=c(Al3+)c3(OH-)=110-33，c(OH-)=mol/L=110-9.3mol/L，则c(H+)=110-4.7mol/L，pH=4.7，即pH至少为4.7；(5)由分析知，“滤渣”的主要化学成分为Mg(OH)2和CaCO3；(6)根据“沉锂”后形成Li2CO3固体，以及大量生产的价格间题，该过程中加入的沉淀剂为饱和Na2CO3溶液；该过程得的“母液“中

17、仍含有大量的Li+，需要从中2提取，应回到“净化“步隳中循环利用；(7)Li2CO3与Co3O4在敝口容器中反应生成LiCoO2时Co元素的化合价升高，因此推断空气中O2参与反应氧化Co元素，化字方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2。【点睛】硅酸盐改写成氧化物形式的方法如下：a氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活发金属氧化物二氧化硅水，不同氧化物间以“”隔开；b各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成；c当计量数配置出现分数时应化为整数。9红矾钠(重铬酸钠：Na2Cr2O72H2O)是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、

18、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)，实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：中主要反应：4 FeCr2O4+ 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3+ 8CO2中副反应：Al2O3 + Na2CO32NaAlO2+ CO2，SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2请回答下列问题：(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式_。步骤“”的反应器材质应选用_(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。(2)“”中滤渣1的成分是_，“”中调pH值是_ (填“调高”或“调低”)，“”中滤渣2

19、的成分是_。(3)“”酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72，写出平衡转化的离子方程式：_。(4)上图是Na2Cr2O72H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作I是_，操作II是_(填序号)。蒸发浓缩，趁热过滤降温结晶，过滤(5)已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤中损失2%，步骤中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_吨(保留2位小数)。【答案】FeOCr2O3 铁质 Fe2O3、MgO 调低 H2SiO3、Al(OH)3 2CrO42+ 2H+Cr2O72+ H2O 0.88 【解析】【分析】氧化煅烧中MgO不反应，FeCr2O4、Al2O3、SiO2反应产物中有Na2CrO

20、4、NaAlO2、Na2SiO3、Fe2O3浸取时MgO、Fe2O3不溶，滤液中含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3及未反应的碳酸钠，调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去。硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-由图乙可知，硫酸钠的溶解度受温度影响比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤。【详解】(1)FeCr2O4中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，FeCr2O4中铁铁原子与Cr原子物质的量之比为1：2，所以FeCr2O4写成氧化物形式为FeOCr2O3；“瓷质”或

21、“石英质”仪器都含有二氧化硅，高温下与碳酸钠反应，故选择“铁质”仪器；(2)步骤中有氧化铁生成，氧化铝、二氧化硅发生反应生成可溶性盐，氧化镁不反应，据此判断步骤中滤渣1的成分；氧化铁不溶于水，铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁及氧化镁，副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质，将pH值调低，可生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去；步骤“”调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去，故“”中滤渣2的成分是H2SiO3、Al(OH)3沉淀；(3)酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-，则CrO42-在酸性条件下与H+离子反应生成Cr2O72-，该反应为可逆反

22、应，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；(4)操作是分离出硫酸钠，操作获得红矾钠，由图2可知，硫酸钠的溶解度受温度影响比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤；(5)令生成红矾钠x吨，则： 2CrNa2Cr2O72H2O 104 2981吨34%(1-2%)92% x吨所以：104：298=1吨34%(1-2%)92%：x吨，解得x=0.88。10硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应制得

23、3SiH44NH3Si3N412H2以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：反应原理：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2(H0)NH4Cl中的化学键类型有_，SiH4的电子式为_。上述生产硅烷的过程中液氨的作用是_。氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式：_，实验室可利用如图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)难溶于水，在医药上可作抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。

24、三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_。将0.184 g三硅酸镁加入到50 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg2Si3O8nH2O中的n值为_。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260 g/mol)【答案】极性键(或共价键)、离子键 吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可) 4NH35O24NO6H2O NH4NO3(或硝酸铵) Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O 6 【解析】【分析】（1）氯化铵中铵根离子和氯离子之间是离子键，铵根离子内

25、部存在共价键，根据电子式的书写方法来回答；根据液氨的性质：易液化来回答；氨气的催化氧化产物是一氧化氮和水，一氧化氮遇到空气迅速变为二氧化氮，二氧化到可以和水反应得到硝酸，硝酸可以和氨气反应生成硝酸铵；（2）根据书写化学方程式的步骤：写配注等，正确书写方程式即可，根据化学方程式进行计算。【详解】（1）氯化铵中铵根离子和氯离子之间是离子键，铵根离子内部存在共价键，极性键（或共价键）、离子键，硅甲烷中硅原子和氢原子之间以共价键结合，电子式为：；液氨的性质：易液化，上述生产硅烷的过程中液氨的作用是：吸收热量，保证反应在常温下进行，故答案为：吸收热量，保证反应在常温下进行（答“制冷”或“降温”均可）；氨

26、气的催化氧化产物是一氧化氮和水，即4NH35O24NO6H2O，在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，因为一氧化氮遇到空气迅速变为二氧化氮，二氧化到可以和水反应得到硝酸，硝酸可以和氨气反应生成NH4NO3(或硝酸铵)；（2）三硅酸镁中和胃酸（HCl）的化学方程式为：Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O，根据化学方程式，设0.184g Mg2Si3O8nH2O的物质的量是x，得：=，解得x=0.0005mol，所以MgSi3O8nH2O的摩尔质量是(260+18n) g/mol =368g/mol，Mg2Si3O8的摩尔质量为

27、260g/mol，所以18n=108，即n=6。11高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：（1）实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器_a.普通玻璃坩埚 b.石英坩埚 c.陶瓷坩埚 d.铁坩埚（2）第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式：_（3）操作中根据KMnO4和K2CO3两物质在_ (填性质)上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4。趁热过滤的原因是_（4）反应b是电解法制备KMnO4，其装置如图所示，a作_极(填“阳”或“阴”)，中间的离子交换膜是_ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反

28、应式为_（5）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的_(填标号)。a.双氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75酒精【答案】d 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 溶解性 避免温度下降，造成主产品的纯度降低 阳 阳 MnO42-e-=MnO4- ab 【解析】【分析】根据流程：二氧化锰与氢氧化钾粉碎在空气中熔融：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O，加水溶解分离出去KCl得到K2MnO4溶液；途径1：向K2MnO4溶液通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3：3K2MnO4+2CO2=2KMnO4

29、+2K2CO3+MnO2，过滤除去滤渣(MnO2)，滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，滤液中含有K2CO3，途径2：电解K2MnO4溶液，2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2KOH+H2，a为阳极，电极反应为：MnO42-e-=MnO4-，据此分析作答。【详解】(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择铁坩埚，因为普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚中含有二氧化硅，能与KOH反应，故答案为d；(2)第一步熔融时二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾生成K2MnO4的化学方程式为：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；(3)采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，说明高锰酸钾的溶解性随温度影响较大，操作中根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，趁热过滤的原因是避