高考化学无机非金属材料大题培优及答案解析.docx

1、高考化学无机非金属材料大题培优及答案解析高考化学无机非金属材料(大题培优)及答案解析一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）1X、Y、Z是三种常见的单质，甲、乙是两种常见的化合物。下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是( )AA BB CC DD【答案】C【解析】【分析】【详解】AX为H2，Z为Cl2，氢气与氯气可以一步反应生成化合物乙HCl；Y为Si，硅与氯气可以一步反应生成化合物甲SiCl4；氢气与SiCl4可以一步反应生成化合物乙(HCl)与单质Y(Si)，故A正确；BX为Mg，Z为O2，镁与氧气可以一步反应生成化合物乙MgO；Y为C，碳与氧气可以一步反应生成化合物甲CO

2、2；镁与二氧化碳可以一步反应生成化合物乙(MgO)与单质Y(C)，故B正确；CX为Zn，Z为Cl2，锌与氯气可以一步反应生成化合物乙ZnCl2；Y为Fe，铁与氯气可以一步反应生成化合物甲FeCl3；锌与氯化铁不能一步反应生成化合物乙(ZnCl2)与单质Y(Fe)，二者反应首先生成ZnCl2和FeCl2，然后锌再与FeCl2反应置换出铁，故C错误；DX为O2，Z为H2，氧气与氢气可以一步反应生成化合物乙H2O；Y为N2，氮气与氢气可以一步反应生成化合物甲NH3；O2与NH3可以一步反应生成化合物乙(H2O)与单质Y(N2)，故D正确；故答案为C。2下列溶液中，不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的碱石灰

3、NaClKNO3CaOCuSO4NaOHNa2CO3A B C D【答案】A【解析】【分析】玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中，据此分析解答。【详解】碱石灰为CaO和NaOH的混合物，能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；NaCl与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；KNO3与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；CaO为碱性氧化物，溶于水生成的氢氧化钙能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；

4、CuSO4与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；NaOH能与二氧化硅发生反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；Na2CO3水解呈碱性，与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠，所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中，符合题意；故答案为：A。3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

5、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。4下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维普通玻璃是氧化物，成分可表示为SiO2粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应硅酸铜钡（ BaCuSiOx，铜为+

6、2价），x等于6，可用氧化物形式表示为 BaOCuO2SiO2A B C D【答案】A【解析】【分析】【详解】硅元素在自然界以化合态存在，主要是硅酸盐和二氧化硅，是构成一些岩石和矿物的基本元素，正确；水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，制备原料都要用到含硅元素的物质，正确；光导纤维的成分是二氧化硅，高纯度的硅单质广泛用于制作硅能电池，错误；玻璃是混合物不是氧化物，主要成分是硅酸钠、硅酸钙、石英的混合物，成分可用氧化物的形式表示为：Na2OCaO6SiO2，错误；粗硅制备单晶硅的反应是：Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl，在这个过程中涉及到的反应为氧

7、化还原反应，错误；硅酸盐改写成氧化物形式时，活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO2， 正确。正确，答案选A。5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

8、中，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。6能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水B高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2CHCl通可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀DCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀【答案】D【解析】【分析】【详解】ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水它们都是酸性氧化物，与对应酸的酸性强弱没有关系，则无法比较酸性，故A错误；B比较强酸制取弱酸时在溶液中进行的反应，则在高温下固体

9、之间的反应不能得到酸性强弱的结论，故B错误；C氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强，盐酸易挥发，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，则无法确定碳酸与硅酸的酸性的强弱，故C错误； D因往硅酸盐溶液通入二氧化碳，可以看到溶液变浑浊，是因为生成了难溶的硅酸沉淀，反应方程式是：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故D正确； 答案选D。7化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是( )A漂白粉既可做漂白棉麻纸张的漂白剂，又可做游泳池及环境的消毒剂

10、和净水剂B燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的单质C合金材料的组成元素一定全部是金属元素D纯净的二氧化硅是制备光导纤维的原料【答案】D【解析】【分析】【详解】A.漂白粉具有强氧化性，既能杀菌消毒，又具有漂白性，所以漂白粉既可用来漂白棉、麻、纸张，也能用作游泳池及环境的消毒剂，但不能做净水剂，A错误；B. 燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了一些金属元素，而不是金属单质，B错误；C.合金材料的组成元素不一定全部为金属元素，可能含有非金属元素，C错误；D.光导纤维的原料为二氧化硅，D正确；答案选D。8下列说法正确的是（ ）A图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全

11、部消耗B图中：湿润的有色布条能褪色，烧杯NaOH溶液的作用是吸收尾气C图中：生成蓝色的烟D图中：用该装置可以验证酸性：盐酸碳酸硅酸。【答案】B【解析】【分析】【详解】A利用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备氯气，随着反应进行，盐酸浓度会下降，下降到某种程度，二者不再反应无法生成Cl2，A项错误；B氯气的漂白性来源于Cl2与水反应生成的次氯酸，干燥布条中无水，所以无法产生次氯酸，颜色不会褪去，湿润布条含水，可以产生次氯酸，颜色会褪去；若将尾气直接排放，其中未反应的氯气会污染空气，所以需要将尾气通入NaOH溶液中进行吸收，B项正确；C铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，C项错误；D利用盐酸与石灰石反

12、应可制备CO2，所以可证明盐酸酸性强于碳酸；由于盐酸具有挥发性，制备出的CO2中会含有HCl杂质，HCl杂质也能与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀；若不对制备出的CO2进行除杂，其中的HCl杂质会干扰碳酸和硅酸酸性强弱的验证过程，因此上述装置并不能实现验证酸性强弱的目的，D项错误；答案选B。9氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：其中NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)S

13、iCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为_。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式_。【答案】SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiCl43H2O=4HClH2SiO3 Si3N4 3SiCl42N26H2Si3N412HCl 【解析】【分析】根据题中反应流程可知，石英砂在高温下被碳还原

14、得到粗硅，粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅，精馏后得到较纯的四氯化硅，四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅，四氨基硅高温下生成氮化硅，据此解答。【详解】（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO22NaOHNa2SiO3H2O；（2）石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；四氯化硅精馏属于物理变化；四氯化硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应；Si(NH2)4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应；答案为；（3）SiCl4在潮湿的空气

15、中剧烈水解，产生白雾，说明有氯化氢产生，反应的方程式为SiCl43H2O4HClH2SiO3；（4）3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，结合原子守恒判断A是氨气，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3，所以氮化硅的化学式为Si3N4；（5）A是氨气，则B和C是氮气和氢气，则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式为3SiCl42N26H2Si3N412HCl。10有三种透明、不溶于水的坚硬固体。A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。B固

16、体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H2CO3还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A、B、C各为何物：_、_、_；写出有关反应的化学方程式_。【答案】金刚石 石英 普通玻璃 CO2CO2，CO2Ca(OH)2CaCO3H2O； SiO22NaOHNa2SiO3H2O；Na2SiO32HClH2OH4SiO42NaCl； H4SiO4H2SiO3H2O；CaCO3SiO2CaSiO3CO2； SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 【解析】【详解】A物质燃

17、烧后产生气体的相对分子质量为：321.37544。结合它无色无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO2，又因为A为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断A为金刚石。方程式为： CO2CO2。B物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H2CO3还弱的酸，且这种酸是一种难溶于水的白色固体，故可判断B为石英。相关方程式为： SiO22NaOHNa2SiO3H2O； Na2SiO32HClH2OH4SiO42NaCl； H4SiO4H2SiO3H2O。C物质由石灰石、纯碱、B物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断C物质为普通玻璃。相关方程式为：SiO2CaCO3Ca

18、SiO3CO2；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2。【点睛】本题考查有关SiO2、Na2SiO3、H2SiO3以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。其突破口是C高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知B可能为SiO2是解题的关键。11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

19、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Na2SiO3，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

20、-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。12单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：（1）能与X发生化学反应的酸是_；由X制备Mg2Z的化学方程式为_。（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为_，Y分子的电子式为_。（3）Z、X中共价键的类型分别是_。【答案】氢氟酸 SiO2+MgO2+Mg2Si Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 非极性键、极性键 【解析】【详解】单质Z是一种常见的半导

21、体材料，则Z为Si，X为Z的氧化物，则X为SiO2，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则Y为SiH4，加热SiH4分解得到Si与氢气。（1）能与SiO2发生化学反应的酸是氢氟酸；由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为：SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4，Y为SiH4，电子式为。（3）Z为Si，周期表中位于第三周期IVA族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X为SiO2，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。132019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献

22、。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使Fe3+、A13+完全沉

23、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FeO、CaO、MgO等)为原

24、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)“酸化焙烧”时使用的是浓硫酸，为提

25、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“中仍含有大量的Li+，需要从

26、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。14用图所示实验装置可以完成中学化学实验中的一些实验。(1)现有稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、硅酸钠溶液五

27、种试剂。选择三种试剂利用如图装置证明酸性强弱:H2SO4 H2CO3 H2SiO3仪器B的名称_,A中试剂_，B中试剂_C中发生反应的化学方程式:_(2)利用如图装置实验,证明二氧化硫气体具有漂白性。已知:Na2SO3 + H2SO4=Na2SO4 +SO2+H2O。 在装置A中加入 70%的硫酸溶液,B中加入Na2SO3粉末，C中应加入_溶液(填“品红”或“石蕊”)。打开分液漏斗活塞,一段时间后观察到C中现象是_，反应完全后,将C试管加热一 段时间发生的现象是_如果仅用如图装置进行此实验,可能造成环境污染,此污染属于_(选填“白色污染”或“酸雨污染),因此应该在C装置后加一个盛有_溶液的洗气

28、瓶。将二氧化硫气体通入FeCl3溶液中反应一.段时间后,滴加KSCN溶液,溶液未变红色,请写出所发生反应的离子方程式:_【答案】圆底烧瓶 稀硫酸 碳酸钠粉末 CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3+Na2CO3 品红 红色溶液褪色 红色恢复 酸雨污染 NaOH SO2+2Fe3+2H2O=Fe2+SO42-+4H+ 【解析】【分析】(1)强酸可以制弱酸，所以稀硫酸与碳酸钠粉末反应生成二氧化碳可证明酸性：:H2SO4 H2CO3 ；二氧化碳与硅酸钠溶液反应可生成硅酸沉淀说明酸性：H2CO3 H2SiO3；(2)装置A中加入 70%的硫酸溶液，B中加入Na2SO3粉末，二者反应生成SO2，S

29、O2可以使品红溶液褪色，所以装置C中盛放品红溶液可以检验SO2；二氧化硫会对空气造成污染，需要处理，其可与NaOH溶液反应，所以可用NaOH溶液吸收。【详解】(1)根据仪器B的结构特点可知其为圆底烧瓶；根据分析可知A中应盛放稀硫酸；B中应盛放碳酸钠粉末；C中为二氧化碳与硅酸钠的反应，方程式为：CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3+Na2CO3；(2)品红溶液可以检验二氧化硫，所以C中应加入品红溶液，可观察到C中红色溶液褪色；完全反应后将C试管加热一段时间可观察到C中溶液颜色恢复；二氧化硫会造成酸雨，所以属于酸雨污染；可用NaOH溶液吸收二氧化硫；二氧化硫具有还原性，通入FeCl3溶液中反应一段时间后，滴加KSCN溶液，溶液未变红色，说明Fe3+被还原成Fe2+，离子方程式为：SO2+2Fe3+2H2O=Fe2+SO42-+4H+。15多种方法鉴别下列第一