人教版（2019）必修第二册高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素-第三节无机非金属材料巩固练习

人教版（2019）必修第二册高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素- 第三节无机非金属材料巩固练习 一、单选题 1.下列物质用作制取光导纤维的原料的是 （ ） A. 单质硅 B. 二氧化硅 C. 硅酸钠 D. 镁铝合金 2.2018 年 1 月复旦大学魏大程团队在石墨烯量子点研究领域取得重要进展。该项研究在未来光学和光电器 件方面具有巨大潜力。下面有关碳的叙述正确是（ ） A. 石墨与 C60 互为同位素 B. 13C 与 14C 是两种不同的原子 C. 金刚石是碳元素的一种核素 D. 14C 的原子核内有 2 个中子 3.生活中的下列物质，属于硅酸盐产品的是（ ） A. 陶瓷 B. 水晶 C. 玛瑙 D. 沙子 4.下列关于硅的叙述，错误的是( ) A. 硅是非金属元素，但其单质是灰黑色有金属光泽的固体 B. 硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D. 当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属单质反应 5.下列试剂能盛装在玻璃塞试剂瓶中的是（ ） A. 盐酸 B. 氢氟酸 C. 水玻璃 D. KOH 溶液 6.下列生活中常见物质属于传统无机非金属材料的是（ ） A. 食盐 B. 玻璃 C. 纯碱 D. 食醋 7.2012 年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流．飞船应用了许多尖端的合成材料．据 报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复 合而成的．下列相关叙述不正确的是（ ） A. 它耐高温抗氧化 B. 它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C. 它没有固定熔点 D. 它是一种新型无机非金属材料 8.Na2SiO3 的水溶液俗称“水玻璃”，可用于包装材料的胶粘剂．“水玻璃”属于（ ） A. 酸 B. 氧化物 C. 化合物 D. 混合物 9.碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成，具有许多异常的力学、电学和化学性能．下 列关于碳纳米管的说法不正确的是（ ） A. 碳纳米管属于一种有机合成纤维 B. 碳纳米管与金刚石互为同素异形体 C. 常温下，碳纳米管具有较好的稳定性 D. 碳纳米管比表面积大，可用作新型储氢材料 10.下列说法均摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是（ ） ①铅笔芯的原料的重金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒； ②一氧化碳有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆水，这样可有效地吸收一氧化碳，以防煤气中毒； ③“汽水”浇灌植物有一定道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的光合作用； ④硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说：“硅是信息技术革命的催化剂” A. ①③ B. ③④ C. ①④ D. ②③ 11.光导纤维的主要成分是 SiO2 ， 下列叙述正确的为（ ） A. SiO2 的摩尔质量为 60 B. 标况下，15gSiO2 的体积为 5.6L C. SiO2 中 Si 和 O 的质量比为 7：8 D. 相同质量的 SiO2 和 CO2 中所含 O 原子的数目相同 12.能与氢氧化钠溶液反应的原子晶体且是单质的是（ ） A. 铝 B. 金刚石 C. 硅 D. 二氧化硅 13.给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是（ ） A. S 点燃 SO2 香䁥香䁑 BaSO4 B. SiO2 H2SiO3 香香䁑 Na2SiO3（aq） C. MgCl2•6H2O MgCl2 通电 Mg D. CuSO4（aq） 香香䁑 Cu（OH）2 悬浊液 葡萄糖 Cu2O 14.在航天飞机返回地球大气层时，为防止其与空气剧烈摩擦而被烧毁，需在航天飞机外表面安装保护层．该 保护层的材料可能为（ ） A. 铝合金 B. 合金钢 C. 新型陶瓷 D. 塑料 15.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，下列有关复合 材料的性质中，与这一用途有关的是（ ） A. 高强度、质量轻 B. 耐热、抗高温 C. 耐腐蚀、稳定性好 D. 导电、导热性好 16.“两型”社会，提倡“低碳”生活，下列有关碳及碳的化合物叙述中正确的是（ ） A. 二氧化碳是形成酸雨的主要气体 B. 金刚石、石墨都是碳单质，两者碳原子的排列方式相同 C. 一氧化碳含量增加会导致温室效应 D. 大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用 17.下列物质间的相互转化，相邻两种物质的转化可通过一步反应就能实现的是（ ） A. Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3 B. C→CO2→CaCO3→CO2→C C. Al→Al2O3→Al（OH）3→NaAlO2 D. FeCO3→FeO→Fe（OH）2→Fe（OH）3→Fe2O3 二、综合题 18.A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，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）写出 C 与酸发生反应的化学方程式是________． （2）将 C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成 D，同时还生成 B 的最高价氧化物 E；将全部的 E 与 全部的 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分别写出生成 D 和 F 的化学方程式：________，________． ②要将 NaOH 高温熔化，下列坩埚中可选用的是________． A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 （3）100g C 与石灰石的混合物充分反应后生成的气体在标况下的体积为 11.2L，100g 混合物中石灰石的质 量分数是________． 19.黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源． 请回答下列问题： （1）黏土主要有效成分的化学式为 Al2Si2O5（OH）4 ， 若以氧化物形式表示，应写为________． （2）在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有 ________，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是________（用化学方程式表示）． 20.材料的不断发展可以促进社会进步，： （1）玻璃、陶瓷和水泥是常见的硅酸盐产品，其中制玻璃发生的主要反应为（写一个即可）________． （2）钢化玻璃是一种常见的玻璃产品，其主要成分为________． 我们看到的玻璃，一般都呈淡绿色，只是因为原料中混有________． （3）生活中常见的插座也是一种塑料，它有绝缘性好，耐热，抗水等优点．它属于热________性塑料． 21.在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，指的是从硅的氧化物可以制取硅单质，主要化学反 应如下： a．粗硅的制取：SiO2（石英砂）+2C（焦炭） 高温 电炉 Si（粗硅）+2CO↑ b．用粗硅与氯气在高温条件下反应合成四氯化硅： Si（粗）+2Cl2 高温 SiCl4 c．用氢气在高温条件下还原四氯化硅获得高纯硅：SiCl4+2H2 高温 Si（纯）+4HCl （1）完成上述步骤中的反应方程式． （2）在粗硅的制取中，焦炭的作用是________． （3）氢气还原四氯化硅获得高纯硅的反应类型为________． 答案解析部分 一、单选题 1.【答案】 B 【解析】制造光导纤维的主要原料是二氧化硅，因为二氧化硅能够透光，且折射率合适，能够发生全反射， 且二氧化硅储量丰富，成本较低廉。 故答案为：B。 2.【答案】 B 【解析】A、石墨与 C60 均是碳元素形成的单质，二者互为同素异形体，同位素是指质子数相同、中子数不 同的同一种元素的不同核素，A 不符合题意； B、13C 与 14 C 的质子数相同、中子数不同，是两种不同的原子，且互为同位素，B 符合题意； C、金刚石是单质，不是碳元素的一种核素，C 不符合题意； D、14C 的原子核内中子数＝14－6＝8，D 不符合题意。 故答案为：B。 3.【答案】 A 【解析】A. 陶瓷属于硅酸盐产品，A 选； B. 水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，B 不选； C. 玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，C 不选； D. 沙子的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，D 不选； 故答案为：A。 4.【答案】 C 【解析】A．晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色有金属光泽的非金属固体，选项 A 不符合题意； B．硅在元素周期表中处于金属和非金属的分界线附近，所以晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良 好的半导体材料，选项 B 不符合题意； C．硅的化学性质不活泼，但是常温下与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，选项 C 符合题意； D、常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气等非金属单质起 反应，选项 D 不符合题意。 故答案为：C。 5.【答案】 A 【解析】A.盐酸和二氧化硅不反应，可以盛放在玻璃塞试剂瓶中，A 符合题意； B.氟化氢能与二氧化硅反应生成四氟化硅气体和水，不能用玻璃瓶盛放，B 不符合题意； C.硅酸钠黏性强，能用来粘合玻璃，不能用玻璃塞，C 不符合题意； D.氢氧化钾能和二氧化硅反应生成硅酸钾，硅酸钾能用来粘合玻璃，不能用玻璃塞，D 不符合题意。 故答案为：A 6.【答案】B 【解析】传统无机非金属材料是指主要成分为硅酸盐的无机非金属材料，包括：玻璃、陶瓷、水泥等， 故 选：B． 7.【答案】B 【解析】A．碳化硅、陶瓷和碳纤维具有耐高温抗氧化的性能，故 A 正确； B．“连续纤维增韧”航空材料， 则说明该材料比钢铁轻、硬，但质地较脆，故 B 错误； C．该材料是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成，属于混合物，没有固定的熔、沸点，故 C 正确； D．该材料由无机物复合而成，为新型无机非金属材料，故 D 正确； 故选 B． 8.【答案】D 【解析】Na2SiO3 的水溶液俗称“水玻璃”，所以水玻璃含有两种物质，是混合物，故 D 正确． 故选 D． 9.【答案】 A 【解析】A、碳纳米管是由碳原子组成的，是碳单质，不是有机物，故 A 错误； B、碳纳米管是由碳原子组成的，是一种碳单质，与金刚石互为同素异形体，故 B 正确； C、碳单质常温下比较稳定，故 C 正确； D、碳纳米管比表面积大，易吸附氢气，故可做储氢材料，故 D 正确． 故选 A． 10.【答案】 B 【解析】①铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成的，不是金属铅，故①错误；②一氧化碳不溶 于水，不能防止煤气中毒，故②错误；③“汽水”中含有大量的二氧化碳，植物的光合作用需要二氧化碳，故 ③正确；④硅是半导体材料，计算机芯片的材料是硅单质，故④正确； 故选 B． 11.【答案】 C 【解析】A．SiO2 的摩尔质量为 60g/mol，故 A 错误； B．标况下，二氧化硅为固体，不能使用气体摩尔体积，故 B 错误； C．在 SiO2 中 Si 与 O 的质量比=28：16×2=7：8，故 C 正确； D．同质量的 SiO2 和 CO2 ， 二者物质的量不同，所以含有 O 原子的数目不相同，故 D 错误； 故选：C． 12.【答案】 C 【解析】A、铝是金属晶体单质，而不是原子晶体，故 A 不选； B、金刚石是原子晶体，但与氢氧化钠不反应，故 B 不选； C、硅是原子晶体，硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，所以硅符合，故 C 选； D、二氧化硅是化合物，而不是单质，故 D 不选； 故选 C． 13.【答案】 D 【解析】A、二氧化硫与氯化钡不反应，弱酸不能制强酸，故 A 错误； B、二氧化硅不溶于水，二氧化硅与水不反应，故 B 错误； C、MgCl2•6H2O 要在氯化氢的氛围中加热得到氯化镁固体，故 C 错误； D、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4 ， 氢氧化铜和葡萄糖加 热反应生成氧化亚铜红色沉淀，C6H12O6+2Cu（OH）2 CH2（OH）（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O，所 以能实现转化，故 D 正确； 故选 D． 14.【答案】C 【解析】A、铝合金的熔点较低，不耐高温，故 A 错误； B、合金钢的熔点较高，但是导热性好，不能保 护内部材料，故 B 错误； C、耐高温新型陶瓷熔点较高，所以能耐高温，故 C 正确； D、塑料的熔点很小，所以不能耐高温，故 D 错误； 故选 C． 15.【答案】A 【解析】防弹头盔的作用是能抵御多种子弹的射击，所以必须要有很强的强度，由于戴在头上，所以必须 质量轻，戴着舒适，而与耐热性、耐腐蚀性以及导电性无关，故选 A． 【分析】防弹头盔的作用是能抵 御多种子弹的射击，所以必须要有很强的强度，由于戴在头上，所以必须质量轻，戴着舒适，据此分析． 16.【答案】D 【解析】A、二氧化硫是形成酸雨的主要气体，故 A 错误； B、同素异形体由于结构不同，即原子排列不 同，彼此间物理性质有差异；金钢石、石墨为同素异形体，故 B 错误； C、二氧化碳含量增加会导致温室效应，故 C 错误； D、二氧化碳是植物的光合作用的主要原料，大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用，故 D 正确． 故选 D． 17.【答案】B 【解析】A．Si SiO2 不能直接反应生成 H2SiO3 ， 故 A 错误；B．C CO2 䁥香 CaCO3 CO2 䁥 C，可通过一步反应就能实现，故 B 正确； C．Al Al2O3 不能一步实现反应生成 Al（OH）3 ， 故 C 错误； D．FeCO3 FeO 不能一步反应生成 Fe（OH）2 ， 故 D 错误； 故选 B． 二、综合题 18.【答案】 （1）SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O （2）SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑；Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓；D （3）50% 【解析】含 A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，则 A 为 Si，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，则 C 为 SiO2 ， C 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 D 为 Na2SiO3 ， （1）二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅与水，反应方程式为：SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O， 故答案为：SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O；（2）①将 SiO2 与纯碱混合高温熔融时反应生成 Na2SiO3 ， 同时还生 成 B 的最高价氧化物 E，则 E 为 CO2 ， B 为 C，将全部的 CO2 与全部的 Na2SiO3 在足量的水中混合后， 生成了含 A 的化合物 F 为 H2SiO3 ， 反应方程式为：SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑； Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓， 故答案为：SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑；Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓；②普通玻璃坩埚、石 英玻璃坩埚、瓷坩埚中的二氧化硅以及氧化铝坩埚高温下都能与氢氧化钠反应，故选 D， 故答案为：D；（3）首先要仿照 Na2CO3 与 SiO2 的化学反应确定 CaCO3 与 SiO2 的化学反应，然后要找出 CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑和 CaCO3 高温 CaO+CO2↑两个化学反应中 n（CaCO3）与 n（CO2）的关系： n（CaCO3）=n（CO2）．生成标准状况下 CO2 气体 11.2L，其物质的量= ǤͶܮ =0.5mol， m（CaCO3）=0.5mol×100g/mol=50g 样品中碳酸钙的质量分数： 数： 数数： ×100%=50% 故答案为：50%． 19.【答案】 （1）Al2O3.2SiO2.2H2O （2）水泥厂、玻璃厂；SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 【解析】（1）铝的氧化物为 Al2O3 ， 硅的氧化物为 SiO2 ， 氢的氧化物为 H2O，则根据活泼金属氧化 物．较活泼金属氧化物．SiO2 ． H2O 得顺序可知，[Al2Si2O5（OH）4]可改成 Al2O3.2SiO2.2H2O， 故答案为：Al2O3.2SiO2.2H2O；（2）水泥厂、玻璃厂属于硅酸盐工业；玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和 氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：水泥厂、玻璃厂； SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O． 20.【答案】 （1）Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑ （2）Na2SiO3、CaSiO3、SiO2；Fe2+ （3）固 【解析】（1）制玻璃的过程中发生了反应：碳酸钠和二氧化硅反应 Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑，石 灰石与石英反应：CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑；故答案为：Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑、 CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3+CO2↑；（2）普通玻璃成分是：二氧化硅，硅酸钠和硅酸钙，比例根据原料比例 不同而不同，我们看到的玻璃，一般都呈淡绿色，只是因为原料中混有 Fe2+ ， 故答案为：Na2SiO3、CaSiO3、 SiO2； Fe2+；（3）热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，具有体形结 构，电源插座它有绝缘性好，耐热，抗水等优点，所以属于热固性塑料， 故答案为：固； 21.【答案】 （1）Si（粗）+2Cl2 高温 SiCl4；SiCl4+2H2 高温 Si（纯）+4HCl （2）还原剂 （3）置换反应 【解析】（1）b．用粗硅与氯气在高温条件下反应合成四氯化硅，化学反应方程式为：Si（粗）+2Cl2 高温 SiCl4； c．氢气在高温条件下还原四氯化硅获得高纯硅，化学反应方程式为：SiCl4+2H2 高温 Si（纯）+4HCl， 故答案为：Si（粗）+2Cl2 高温 SiCl4；SiCl4+2H2 高温 Si（纯）+4HCl；（2）SiO2（石英砂）+2C（焦炭） 高温 电炉 Si（粗硅）+2CO↑反应中焦炭的化合价升高，失电子是还原剂， 故答案为：还原剂；（3）SiCl4+2H2 高温 Si（纯）+4HCl 反应物是单质和化合物，生成物也是单质和化合 物，所以该反应是置换反应，敀答案为：置换反应．