高考化学无机非金属材料推断题综合题及答案解析.docx
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高考化学无机非金属材料推断题综合题及答案解析
高考化学无机非金属材料推断题综合题及答案解析
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④普通玻璃是氧化物，成分可表示为SiO2
⑤粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
⑥硅酸铜钡（BaCuSiOx，铜为+2价），x等于6，可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
A．①②⑥B．①②③C．①②③④D．②③④⑤
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①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，①正确；
②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，②正确；
③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，③错误；
④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：
Na2O•CaO•6SiO2，④错误；
⑤粗硅制备单晶硅的反应是：
Si+2Cl2
SiCl4、SiCl4+2H2
Si+4HCl，在这个过程中涉及到的反应为氧化还原反应，⑤错误；
⑥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：
BaO•CuO•2SiO2，⑥正确。
①②⑥正确，答案选A。
2．下列实验过程中，始终无明显现象的是（）
A．SO2通入Ba（NO3）2溶液中
B．O2通入Na2SO3溶液中
C．Cl2通入Na2SiO3溶液中
D．NH3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；
B．O2通入Na2SO3溶液中，Na2SO3被氧化为Na2SO4，无明显现象，故选B；
C．Cl2通入Na2SiO3溶液中，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；
D．NH3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。
3．化学与人类生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是（）
A．石英是制造光导纤维的原料，也是常用的半导体材料
B．刚玉
硬度仅次于金刚石，可做机械轴承，属于无机非金属材料
C．泰国银饰和土耳其彩瓷，其主要成分均为金属材料
D．手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．石英的主要成分是二氧化硅，是制造光导纤维的原料，硅单质是常用的半导体材料，故A错误；
B．无机非金属材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称，刚玉
是金属氧化物，硬度仅次于金刚石，利用其硬度大的特点，可做机械轴承，属于无机非金属材料，故B正确；
C．泰国银饰主要成分是银单质，属于金属材料，土耳其彩瓷主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，故C错误；
D．手机外壳上贴的碳纤维外膜为碳单质，属于无机物，不是有机高分子化合物，故D错误；
答案选B。
4．下面关于硅的叙述中，正确的是（）
A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．硅的非金属性比碳弱，A项错；
B．硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B项错；
C．硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错；
答案应选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．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（）
①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氮气
A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤⑦
【答案】C
【解析】
【详解】
①SiO2+2C
Si+2CO↑，制备粗硅的反应，所以能反应，故不选；
②SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；
③SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；
④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故不选；
⑤不反应，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故选；
⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O，强碱能腐蚀玻璃，故不选；
⑦SiO2+CaO
CaSiO 3，故不选；
⑧不反应，有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO，故选；
故答案为：
C。
【点睛】
SiO2在高温下与碳单质反应生成硅单质和一氧化碳，而非二氧化碳，二氧化硅中硅元素是+4价，变成了后来的0价，而碳从0价就先被氧化成+2价的，也就是说二氧化硅的氧化能力比较小，只能把碳氧化成一氧化碳！
7．C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列关于其单质及化合物的说法中正确的是
A．三种元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．二氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应而不能与任何酸反应
C．最低价的气态氢化物都具有还原性，易与O2发生反应
D．其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：
H2SO4＞H2SiO3＞H2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、Si元素是亲氧元素，在自然界中无游离态，A项错误；
B、SiO2能与HF反应，B项错误；
C、C、Si、S低价态气态氢化物为CH4、SiH4、H2S，都具有还原性，易与O2发生反应，C项正确；
D、根据元素性质的递变性，最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：
H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，D项错误；
本题答案选C。
8．下列说法中正确的是
A．由Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3
B．氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀，过量时沉淀溶解
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的装置
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.强酸制弱酸都是在溶液中进行的反应，而SiO2与Na2CO3是高温下的反应，生成CO2气体逸出，有利于反应的进行，与最高价含氧酸的酸性无关，A项错误；
B.氢氟酸与玻璃中的成分反应，氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中，B项错误；
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸，硅酸与盐酸不反应，过量时沉淀不溶解，C项错误；
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应，故均不可作为融化NaOH固体的装置，D项正确；
答案选D。
9．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SiO2Si4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2H++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↑+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）。
10．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。
11．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________。
【答案】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。
12．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SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2OSi＋2OH－＋H2O=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SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O；
（3）A和a溶液反应的离子方程式是Si＋2OH－＋H2O=SiO32-＋2H2↑；
（4）C和过量盐酸反应的离子方程式是SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓。
13．红矾钠（重铬酸钠：
Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基础化工原料。
铬常见价态有+3、+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：
①中主要反应：
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
①中副反应：
Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑，SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+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“①”的反应器材质应选用__________（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）。
（2）“②”中滤渣1的成分是__________，“③”中调pH值是_______（填“调高”或“调低”），“④”中滤渣2的成分是___________。
（3）“⑤”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Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______（填序号）。
①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤
（5）已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①~④中损失2%，步骤⑤~⑦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】FeO·Cr2O3铁质Fe2O3、MgO调低H2SiO3、Al（OH）32CrO42－+2H+
Cr2O72－+H2O②①0.88
【解析】
【分析】
氧化煅烧中MgO不反应，FeCr2O4、Al2O3、SiO2反应产物中有Na2CrO4、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FeO•Cr2O3；“瓷质”或“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①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②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“③”调节pH值，生成H2SiO3、Al（OH）3沉淀过滤除去，故“④”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-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O；
（4）操作Ⅰ是分离出硫酸钠，操作Ⅱ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：
2Cr～～～～～Na2Cr2O7•2H2O
104 298
1吨×34%×（1-2%）×92% x吨
所以：
104：
298=1吨×34%×（1-2%）×92%：
x吨，解得x=0.88。
14．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅（一种无机涂层）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的化学方程式为2C+SiO2
Si+2CO↑，其中还原剂为______，产物Si在周期表中位于______，该反应涉及的副反应可能有C+SiO2
Si+CO2↑（碳不足）和______（碳足量）。
（2）经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：
组分名称
HCl
质量分数
沸点
图中“操作X”的名称为______；
的电子式为______。
（3）反应Ⅳ的化学方程式为 3SiCl4+4NH3
Si3N4+12HCl，若向2 L恒容密闭容器中投入1 mol
和1 mol
，6 min后反应完全，则
min内，HCl的平均反应速率为______ mol•L-l•min-l；反应Ⅲ的与Ⅳ产生的气体相同，则反应Ⅲ化学方程式为______。
反应Ⅲ中的原料气
和
在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为______。
【答案】C第三周期IVA族3C+SiO2
SiC+2CO↑精馏
或蒸馏或分馏
0.25SiCl4+O2+2H2
SiO2+4HClO2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】
【分析】
由流程可知，反应I为焦炭和石英砂高温条件下发生反应2C+SiO2
Si+2CO↑，反应Ⅱ主要为Si与氯气高温反应生成SiCl4，根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过精馏（或蒸馏或分馏）得到纯SiCl4，反应Ⅲ为SiCl4与氢气、氧气在1500℃时反应SiCl4+O2+2H2
SiO2+4HCl，反应IV为SiCl4与NH3在1400℃时反应3SiCl4+4NH3
Si3N4+12HCl，据此分析解答。
【详解】
（1）反应Ⅰ的化学方程式为2C+SiO2
Si+2CO↑，C元素的化合价升高，Si元素的化合价降低，则其中还原剂为C，Si是14号元素，在周期表中位于第三周期IVA族，该反应涉及的副反应可能有C+SiO2
Si+CO2↑（碳不足）和3C+SiO2
SiC+2CO↑（碳足量），故答案为：
C；第三周期IVA族；3C+SiO2
SiC+2CO↑；
（2）四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过蒸馏得到纯SiCl4，“操作X”的名称为精馏（或蒸馏或分馏），PCl3为共价化合物，则电子式为
，故答案为：
精馏（或蒸馏或分馏）；
；
（3）2L恒容密闭容器中投入1molSiC14和1molNH3，SiC14过量，氨气反应完全，6min后反应完全，则生成的n（HCl）=3mol，0～6min内，HCl的平均反应速率为
=0.25mol•L-l•min-l；反应Ⅲ的化学方程式为SiCl4+O2+2H2
SiO2+4HCl，反应Ⅲ中的原料气H2和O2在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：
0.25；SiCl4+O2+2H2
SiO2+4HCl；O2+2H2O+4e-=4OH-。
【点睛】
本题的易错点和难点为
（1）中副反应方程式的书写，要注意C和Si高温下能够化合生成SiC。
15．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、硅酸钠溶液五种试剂。
选择三种试剂利用如图装置证明酸性强弱:
H2SO4>H2CO3>H2SiO3
①仪器B的名称________,A中试剂________，B中试剂________
②C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
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