化学化学无机非金属材料的专项培优 易错 难题练习题含答案.docx
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化学化学无机非金属材料的专项培优易错难题练习题含答案
【化学】化学无机非金属材料的专项培优易错难题练习题（含答案）
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．下列溶液中，不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的
①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3
A．①④⑥⑦B．①③⑤⑥C．②③④⑦D．①⑥⑦
【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】
①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；
②NaCl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；
③KNO3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；
④CaO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；
⑤CuSO4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；
⑥NaOH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；
⑦Na2CO3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。
2．对于足球烯C60的认识错误的是（）
A．是分子晶体B．含有非极性共价键
C．存在同素异形体D．结构稳定，难以发生化学反应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.C60之间的相互作用力是范德华力，属于分子晶体，A正确；
B.足球烯中既有双键又有单键，化学键是共价键，且是非极性共价键，B正确；
C.金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体，所以足球烯存在同素异形体，C正确；
D．足球烯是属分子晶体，在常温下，碳碳之间键能大，也比较稳定，但其易发生加成反应，D错误；
答案选D。
3．下列各项操作中不发生先沉淀后溶解现象的是（）
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2②向Fe（OH）3胶体中逐滴滴入过量的H2SO4
③向Ba（NO3）2溶液中通入过量SO2④向石灰水中通入过量CO2
⑤向硅酸钠溶液中滴入过量的盐酸．
A．①②③B．①②⑤C．①②③⑤D．①③⑤
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
①中发生的反应是Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，NaHCO3比Na2CO3溶解度小但质量大，且反应中中消耗H2O，所以有沉淀析出且不溶解，符合；②向Fe（OH）3胶体中加入H2SO4首先发生胶体的聚沉，出现Fe（OH）3沉淀，H2SO4过量，Fe（OH）3与H2SO4反应而溶解，不符合；③硝酸钡溶液中通入二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，能氧化亚硫酸为硫酸，溶液中生成硫酸钡沉淀，现象是只生成沉淀，③符合；④向澄清石灰水中通入过量的CO2，先生成碳酸钙沉淀，后沉淀溶解生成碳酸氢钙溶液，反应现象是先沉淀后溶解，不符合；⑤向硅酸钠溶液中滴入过量的盐酸，发生反应Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl，只生成白色沉淀，符合；答案选D。
【点睛】
本题考查常见物质的的化学反应与现象。
向溶液中加入某物质，先出现沉淀后沉淀溶解的总结如下：
（1）向澄清石灰水中通入CO2（SO2）至过量。
（2）向Fe（OH）3胶体中加入硫酸至过量
（3）向可溶性铝盐中加入NaOH溶液至过量
（4）向偏铝酸盐中加入盐酸至过量
4．在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A．玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B．晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C．碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
【答案】D
【解析】
【详解】
A．水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；
B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主要原料，故B错误；
C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故C错误；
D．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，故D正确；
答案选D。
5．下列实验现象与氧化还原反应有关的是（）
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色
C．向Fe2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色，是由于一水合氨电离出氢氧根离子的缘故，没有发生氧化还原反应，故A错误；
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色，是由于反应生成NO和硝酸，N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确；
C．向Fe2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，发生的是复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不是氧化还原反应，故C错误；
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成，发生的是复分解反应生成硅酸，不是氧化还原反应，故D错误；
故选B。
6．下列除去杂质的方法正确的是（）
物质
杂质
试剂
主要操作
A
Cl2（g）
HCl（g）
饱和食盐水、浓硫酸
洗气
B
SiO2
Fe2O3
氢氧化钠溶液
过滤
C
FeCl2
FeCl3
Cu
过滤
D
氢氧化铁胶体
氯化铁
过滤
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．Cl2难溶于饱和食盐水，HCl极易溶于水，然后用浓硫酸干燥，可以除去氯气中的HCl，A正确；
B．SiO2能和氢氧化钠溶液反应，Fe2O3与NaOH不反应，不能用来除去SiO2中的Fe2O3，B错误；
C．FeCl3和Cu发生反应：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，除去了Fe3+，又引入了Cu2+，C错误；
D．氢氧化铁胶粒和氯化铁溶液都能通过滤纸，应该用渗析的方法除去氢氧化铁胶体中的氯化铁溶液，D错误；
答案选A。
【点睛】
除杂质时要注意不能除去了原有杂质，又引入新杂质。
7．我国“神舟”系列载人飞船的成功发射，标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”
（1）火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。
为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是____________
A．在高温下不融化 B．在高温下可分解气化
C．在常温下就分解气化 D．该涂料不可能发生分解
（2）火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4+N2H4→N2+H2O。
请配平该反应方程式：
————N2O4+————N2H4→————N2+————H2O，_________
该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。
这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______。
（3）为了向宇航员提供氧气，飞船上有专门的供氧装置。
现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾（KO2）。
①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式（超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似）：
________________________；_________________________。
②你选择的供氧剂是：
_____，原因是：
____________________________。
【答案】B1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O2∶1产物无污染2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24KO2+2CO2=2K2CO3+3O2KO2原因是：
单位质量产生氧气多
【解析】
【分析】
（1）为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。
（2）火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4+N2H4→N2+H2O，配平时，利用化合价升降法进行配平。
该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子，被还原的是N2O4中的N原子。
从产物看，N2、H2O都不是大气污染物，由此得出优点。
（3）①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。
②通过两反应对比，可确定选择的供氧剂。
【详解】
（1）为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。
故选B。
答案为：
B；
（2）在反应N2O4+N2H4→N2+H2O中，N2O4中N显+4价，N2H4中N元素显-2价，产物中N元素显0价，依据电子守恒，可得出如下关系：
N2O4——8e-——2N2H4，从而得出配平的反应方程式：
1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；该反应中若参加反应的N2O4为1mol，则被氧化的N原子为4mol，被还原的N原子为2mol，二种原子物质的量之比是2∶1。
这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物无污染。
答案为：
1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；2∶1；产物无污染；
（3）①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气，化学方程式为：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
答案为：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
；
②从单位质量的供氧量分析，选择的供氧剂是：
KO2，原因是：
单位质量产生氧气多。
答案为：
KO2；单位质量产生氧气多。
【点睛】
平常所用的物品，对表面涂料的要求是稳定，能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用，而火箭的涂层不是为了防锈，而是“为了防止火箭温度过高”，即起到降温的作用，所以解题时，只有理解题意，才能不出现解答错误。
8．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
【答案】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，根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数；
（2）①A生成的氢气经过干燥，进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅，B是干燥装置，②氢气和SiHCl3发生置换反应，写出化学方程式；
③选择检验亚铁离子的试剂；
【详解】
（1）根据流程可知，化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO，碳的化合价升高，做还原剂，1molSiO2参加反应转移的电子数为4mol，反应中消耗了3.0gSiO2，n=
=0.05mol，转移电子为0.2mol，即1.204×1023或0.2NA；
（2）SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成。
此反应为SiHCl3＋H2
Si＋3HCl；
③亚铁离子的检验通常用的方法是：
先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可却确定有亚铁离子，答案为bd。
9．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成100mL溶液。
学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
（1）配制100mL溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。
（2）若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。
（3）根据以上实验可得出：
一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。
（4）加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。
【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切A、CCO32-、SiO32-SO42-、Al3+、Ba2+CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第
（2）题根据
进行分析；
【详解】
（1）容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：
检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
（2）A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：
AC；
（3）根据分析可知一定存在的离子为：
CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：
SO42-、Al3+、Ba2+，故答案为：
CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
（4）根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：
CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
10．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。
其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。
C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为氧化物。
请回答下列问题：
（1）A、D、E的化学式分别为________、________、________。
（2）A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？
_____________________。
（3）写出D→C反应的化学方程式：
_____________________。
（4）写出E→D反应的化学方程式：
_____________________。
【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OH2SiO3
SiO2＋H2O
【解析】
【分析】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。
【详解】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，
（1）由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3；
因此，本题正确答案是:
SiCl4，SiO2，H2SiO3。
（2）四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯；
因此，本题正确答案是：
粗硅提纯；
（3）二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
因此，本题正确答案是:
SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。
（4）H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3
SiO2＋H2O；
因此，本题正确答案是:
H2SiO3
SiO2＋H2O。
【点睛】
硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。
11．A元素的一种单质是重要的半导体材料，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）易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_______________。
（2）将C与纯碱混合，在高温熔融时发生化学反应也可生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将E与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写出生成D和F的化学反应方程式：
____________________、__________________。
②要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是________。
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．瓷坩埚D．铁坩埚
【答案】氢氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC
【解析】
【分析】
“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si，通过“光导纤维”可推测C为SiO2，SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。
SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2，故B为C，E为CO2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故F为H2SiO3。
【详解】
（1）SiO2易与氢氟酸发生反应，故答案为：
氢氟酸；
；
（2）①根据分析可知答案为：
；
；
②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故A项错误；B项石英玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故C项错误；D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故D项正确；故答案为：
ABC。
【点睛】
半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。
12．中国传统文化是人类文明的瑰宝，古代文献中记载了大量古代化学的研究成果。
回答下面问题：
（1）我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是Al4[Si4O10]（OH）8，用氧化物表示其组成为______________。
（2）《本草纲目》中记载：
“（火药）乃焰消（KNO3）、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。
”反应原理为：
S+2KNO3+3C
K2S+N2↑+3CO2↑，该反应的氧化剂是_________，反应转移4mol电子时，被S氧化的C有____________mol。
（3）我国古代中药学著作《新修本草》记载的药物有844种，其中有关“青矾”的描述为：
“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色…。
”我国早期科技丛书《物理小适-金石类》记载有加热青矾时的景象：
“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。
”青矾就是绿矾（FeSO4·7H2O）。
根据以上信息，写出“青矾”受热分解的化学方程式_____________________________________________________。
【答案】Al2O3·2SiO2·2H2OS，KNO31/6或0.17或0.1672FeSO4·7H2O
Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O
【解析】
【分析】
（1）化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O的顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；
（2）反应过程中，元素化合价升高的失电子做还原剂发生氧化反应，元素化合价降低的做氧化剂发生还原反应，反应中得电子数等于失电子数来分析计算；
（3）本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。
”青矾就是绿矾（ FeSO4•7H2O），说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水。
【详解】
（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Al4[Si4O10]（OH）8可改成：
2Al2O3•4SiO2•4H2O；
（2）S+2KNO3+3C
K2S+N2↑+3CO2↑，反应中硫元素化合价0价降低为-2价，氮元素化合价+5价降低为0价，反应中做氧化剂的是S、KNO3，电子守恒计算，碳元素化合价0价升高为+4价，电子守恒分析电子转移总数12e-，其中硫得到电子2e-，氮元素得到电子10e-，电子转移总数12e-时，被硫氧化的碳0.5mol，反应转移4mol电子时，被S氧化的C有
mol=
mol；
（3）本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。
”青矾就是绿矾（ FeSO4•7H2O），说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水，分解的化学方程式：
2FeSO4•7H2O
Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O。
13．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和
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