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第五章第三节 无机非金属材料训练题2021-2022学年高一化学人教版（2019）必修第二册
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这是一份第五章第三节 无机非金属材料训练题2021-2022学年高一化学人教版（2019）必修第二册，共14页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（15题）
1．钦州坭兴陶，学名为紫泥陶，与江苏紫砂陶、云南建水陶、重庆荣昌陶并称中国四大名陶。传统钦州坭兴陶制备工艺主要包括以下几个步骤：制备坯料→坯体成型→修整坯体→坯体干燥→装饰坯体→烧制坯体→抛光打磨。下列制陶过程中，涉及化学变化的是
A．坯体成型B．坯体干燥C．烧制坯体D．抛光打磨
2．下列有关氧化物的性质与用途具有对应关系的是
A．SiO2的熔点很高，可用于制作坩埚
B．SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
C．Al2O3具有两性，可用于工业冶炼铝单质
D．Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色涂料
3．下列物品用到硅单质的是
A．水晶吊灯B．门窗玻璃C．计算机芯片D．光导纤维
4．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4
C．步骤Ⅱ中的Y生成可用SiO2与水反应代替
D．步骤 Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行
5．2021年我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法错误的是
A．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
B．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
C．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，22号钛元素属于过渡元素
6．下列说法正确的是
A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应
B．据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C．硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是Si
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的
7．下列各组中的两种物质发生反应：①Na和O2；②AlCl3与氨水；③水玻璃与CO2；④Fe与盐酸，因反应物用量或反应条件的不同而生成不同产物的是
A．①③B．①②C．②④D．③④
8．开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如图，下列有关说法正确的是
A．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
B．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均为还原产物
C．在制粗硅时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1
D．石灰石、纯碱、石英都属于盐，都能与盐酸反应
9．下列有关物质的俗称、分类和用途的说法都正确的是
A．AB．BC．CD．D
10．下列装置能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
11．在给定条件下，下列选项所示物质间不满足每一步转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
12．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
下列说法不正确的是
A．在溶解水泥样品的过程中，可以用H2O2代替硝酸
B．沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3
C．加氨水过程中需要加热是为了避免胶体的生成
D．滴定过程中的反应是：5C2O+16H++2MnO=10CO2↑+2Mn2+ +8H2O
13．碳、硅及其化合物常用做性能优异的无机非金属材料。比如氮化硅，其熔点高、硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定。有关碳、硅及其化合物的说法正确的是
①硅在自然界中主要以单质形式存在，硅是应用最广泛的半导体材料
②硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
③石墨烯是一种新型的纳米化合物
④氮化硅的化学式为Si3N4，其可制作坩埚，制作切削刀具
⑤光导纤维的通信容量大，导电性强
⑥水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
A．①③⑤B．①③⑥C．②④⑤D．②④⑥
14．由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列说法中错误的是
A．①②③均属于氧化还原反应B．H2和HCl均可循环利用
C．SiO2是一种坚硬难熔的固体D．X为CO2
15．下列离子方程式正确的是
A．硫酸铜溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2＋＋=BaSO4↓
B．水玻璃中通入过量CO2：SiO+H2O+CO2=+H2SiO3↓
C．硫酸铁溶液中通入SO2气体：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋
D．向澄清石灰水中加入过量的NaHCO3溶液，出现白色沉淀＋Ca2+＋OH—=CaCO3↓＋H2O
二、填空题（4大题）
16．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地亮质量的90%以上。
（1）下列物质不属于硅酸盐材料的是___________。
A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰
（2）是玻璃的主要成分之一，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________，工艺师常用___________(填物质名称)来雕刻玻璃。
（3）用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作___________。可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
（4）工业上常利用反应制备硅单质，该反应中氧化剂是___________。
（5）根据如图所示装置回答以下问题。
若要用此装置证明酸性：，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：①稀 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④溶液 ⑤。试剂A与C分别为___________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为___________。有同学认为此实验不能说明酸性强弱，你认为原因是___________。
17．硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)工业上生产粗硅的反应：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为___________。
(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：
①若反应Ⅰ为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为___________。
②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：___________。
③假设每一轮次制备1ml纯硅，且生产过程中硅元素没有损失。反应Ⅰ中HCl的利用率为90%。反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是___________。
18．I.硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于单质硅的是_______(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦 ⑧太阳能电池
(2)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的_______(填字母)。
A．耐高温的特性 B．电学特性
C．光学特性 D．生物功能
II.氮元素在生命活动中扮演着重要的角色。回答下列与氮及其化合物有关的问题：
(1)德国化学家哈伯、博施等成功地开发了将氮气转化为氨气的生产工艺。请用化学方程式表示工业合成氨的反应原理：_______。写出在氨气的出气口处，检验有氨气生成的操作：_______。
(2)将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。请用方程式解释原因：_______。
19．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是__化学方程式表示)。
(2)高纯硅是现代信息、电动汽车和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：___；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是___。
物质
俗称
分类
用途
A
Na2CO3
苏打
盐
常用于治疗胃酸过多
B
CuSO4·5H2O
胆矾
混合物
用于配制杀菌剂波尔多液
C
SiC
金刚砂
化合物
是制备砂轮、砂纸的原料
D
Na2SiO3水溶液
水玻璃
非电解质
是制备硅胶和木材防火剂的原料
A
B
C
D
溶化
验证氧化性
实验室制取
制备氢氧化铁胶体
参考答案
1．C
【详解】
上述过程中，烧制时发生复杂的物理和化学变化，化学变化主要为脱水、分解和氧化，这个过程有新物质生成，属于化学变化，其他步骤均没有新物质生成，属于物理变化，D项符合题意。
故选C。
2．A
【详解】
A．SiO2的熔点很高、高温难熔、可用于制作坩埚，A正确；
B．SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆，B错误；
C．Al2O3为离子化合物，熔融状态下可电离出铝离子和氧离子，可用于工业冶炼铝单质，C错误；
D．Fe2O3为红棕色粉末，可用于制作红色涂料，D错误；
答案选A。
3．C
【详解】
A．水晶的成分是SiO2，故A不符合题意；
B．门框的玻璃中含有硅酸盐和二氧化硅，故B不符合题意；
C．计算机芯片主要成分是硅晶体，故C符合题意；
D．光导纤维的成分是SiO2，故D不符合题意；
答案为C。
4．C
【详解】
A． 硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；
B．硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸，所以步骤II的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4，故B正确；
C．SiO2与水不反应不能够生成硅酸，故C错误；
D．灼烧固体一般在坩埚中进行，故D正确。
故答案为C。
5．B
【详解】
A．火箭用液氧液氢推进剂，产物是水，对环境无污染，A正确；
B．芯片中的半导体材料为硅，B错误；
C．传统的无机非金属材料是玻璃、水泥和陶瓷，氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C正确；
D．22号钛元素属于过渡元素，D正确。
故答案选B。
6．D
【详解】
A．硅酸不溶于水，但是二氧化硅可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，故A错误；
B．反应高温下进行，生成的二氧化碳是气体，SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，是高沸点的物质制取低沸点的物质，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，故B错误；
C．石英光导纤维所用的材料是SiO2，故C错误；
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料高温烧结而成，故D正确；
故选D。
7．A
【详解】
①Na和O2在常温下反应产生Na2O，在点燃或加热时反应产生Na2O2，反应条件不同，产物不同，①符合题意；
②AlCl3与氨水反应产生Al(OH)3和NH4Cl，与二者相对量的多少无关，②不符合题意；
③水玻璃与CO2反应时，若CO2少量，反应产生H2SiO3和Na2CO3；若CO2过量，反应产生H2SiO3和NaHCO3，二者相对量的多少不同，反应产物不同，③符合题意；
④Fe与盐酸反应产生FeCl2和H2，反应产物与反应条件无关，④不符合题意；
可见①③符合题意，故合理选项是A。
8．B
【详解】
A．生产铝、铜、高纯硅的过程中都是由化合物生成单质，有元素化合价的变化，是氧化还原反应，生成玻璃的过程中只有SiO2与Na2CO3、CaCO3的反应，没有化合价的变化，不涉及氧化还原反应，故A错误；
B．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应的化学方程式为：2 CuFeS2+4O2Cu2S+2FeO+3SO2，Cu的化合价从+2价降低到+1价，Cu2S是还原产物，O2中氧元素的化合价从0价降低到-2价，FeO和SO2都是还原产物，所以Cu2S、FeO均为还原产物，故B正确；
C．制粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，氧化产物为CO，还原产物为Si，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1，故C错误；
D．石灰石、纯碱属于盐，能与盐酸反应，石英不属于盐，不能与盐酸反应，故D错误；
故选B。
9．C
【详解】
A．碳酸钠溶液碱性较强，容易对肠胃造成伤害，一般不用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠来治疗胃酸过多，A错误；
B．CuSO4·5H2O是纯净物，不是混合物，B错误；
C．SiC俗名金刚砂，是碳和硅形成的化合物，硬度大，可以用作砂轮、砂纸的原料，C正确；
D．Na2SiO3水溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，D错误；
故选C。
10．B
【详解】
A．瓷坩埚中含有二氧化硅，能与碳酸钠反应，所以不能用瓷坩埚来熔化碳酸钠，故A错误；
B．二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质，二氧化硫的化合价降低，体现了氧化性，故B正确；
C．收集氨气时，应在试管口塞一团棉花，故C错误；
D．制备氢氧化铁胶体是向沸水中滴加饱和氢氧化铁溶液，继续煮沸，至溶液呈红褐色，故D错误；
故选B。
11．A
【详解】
A．一氧化氮是不成盐氧化物，不能与氢氧化钠溶液反应，则选项所示物质间不满足每一步转化均能实现，故A符合题意；
B．二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成酸性比碳酸弱的硅酸沉淀和碳酸氢钠，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故B不符合题意；
C．铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生氢氧化铝沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故C不符合题意；
D．四氧化三铁与铝在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，铁与足量稀硝酸溶液反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故D不符合题意；
故选A。
12．D
【分析】
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物，加入氯化铵、盐酸和硝酸，由于二氧化硅与酸不反应，则得到的沉淀A为SiO2，滤液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+等离子，加入氨水调节pH为4～5，可生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，加热的目的是防止生成胶体而难以分离，滤液主要含有Ca2+，加入草酸铵可生成草酸钙沉淀，加入硫酸用高锰酸钾测定，发生反应5H2C2O4+6H++2MnO＝10CO2↑+2Mn2++8H2O，根据高锰酸钾的量可计算含量，以此解答该题。
【详解】
A．加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，可用过氧化氢代替硝酸，因此在溶解水泥样品的过程中，可以用H2O2代替硝酸，A正确；
B．根据以上分析可知沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3，B正确；
C．铁离子、铝离子易水解形成胶体，所以加氨水过程中需要加热是为了避免胶体的生成，C正确；
D．草酸钙溶于硫酸生成草酸，草酸是弱酸，根据以上分析可知滴定过程中的反应是5H2C2O4+6H++2MnO＝10CO2↑+2Mn2++8H2O，D错误；
答案选D。
13．D
【详解】
①硅是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，不能以单质形式存在，①错误；
②硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，②正确；
③石墨烯是碳单质，不属于化合物，③错误；
④氮化硅的化学式为Si3N4，氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；熔点高、化学性质稳定可制作耐高温轴承，切削刀具等，④正确；
⑤二氧化硅晶体对光具有全反射作用，能传递光信号，可以用二氧化硅晶体制备光导纤维，无导电性，⑤错误；
⑥水玻璃具有黏性，不易燃烧，可用于生产黏合剂和防火剂，⑥正确；
综上所述，正确的是②④⑥，故选D。
14．D
【详解】
A．①②③反应中均有单质参加或生成，也就是均有元素化合价发生改变，所以均属于氧化还原反应，A正确；
B．H2和HCl既是反应物，又是产物，所以二者在流程中均可循环利用，B正确；
C．SiO2是水晶的主要成分，是Si、O原子按一定规则排列成的具有一定几何外形的晶体，是一种坚硬难熔的固体，C正确；
D．SiO2与焦炭在高温条件下发生反应，生成粗硅和CO，所以X不是CO2，D错误；
故选D。
15．C
【详解】
A．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为Cu2＋＋Ba2＋＋2OH—＋=Cu(OH)2↓+BaSO4↓，故A错误；
B．水玻璃与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和硅酸沉淀，反应的离子方程式为SiO+2H2O+2CO2=2 +H2SiO3↓，故B错误；
C．硫酸铁溶液与二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋，故C正确；
D．澄清石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为2＋Ca2+＋2OH—=CaCO3↓＋+2H2O，故D错误；
故选C。
16．
（1）D
（2） 氢氟酸
（3） 防火剂 D
（4）
（5） ①④ 有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸
【解析】
（1）
陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，生石灰是氧化钙，不属于硅酸盐，答案选D。
（2）
二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：。
（3）
硅酸钠是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠浸泡棉花就阻隔了棉花与空气中氧气的直接接触，可用作防火剂的原料；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与纯碱反应，氧化铝与纯碱能够发生反应（生成偏铝酸钠和二氧化碳），铁和碳酸钠在高温下不会反应，所以高温熔融纯碱时可选用的是铁坩埚。
（4）
氧化剂具有氧化性，化合价降低，反应中硅元素化合价降低，因此氧化剂是二氧化硅。
（5）
证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，试剂A、B、C分别为稀硝酸、碳酸钠和硅酸钠溶液；试管中发生反应的离子方程式为：；有同学认为此实验不能说明酸性强弱，原因是硝酸具有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸。
17．5:2 SiHCl3+H2Si（纯）+3HCl SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+3HCl+H2↑ 5:1
【详解】
(1)若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1:1，可将两方程式叠加，可知C和SiO2的物质的量之比为5:2。
(2)①由流程图可知反应II是SiHCl3和H2反应生成纯硅和HCl，因此方程式为SiHCl3+H2Si（纯）+3HCl。
②写出方程式中已知物质：SiHCl3+H2O — H2SiO3+HCl，由原子守恒可知另一种物质为H2，因此反应的化学方程式为SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+3HCl+H2↑。
③由反应的化学方程式：Si（粗）+ 3HCl SiHCl3 + H2，SiHCl3+H2 Si（纯）+3HCl，可知循环反应过程需3mlHCl参与循环反应，但每一次循环HCl的利用率是90%，因此需要增加（）mlHCl，同理，循环生产中只产生1mlH2，但H2的利用率为93.75%，因此需增加（）mlH2，所以补充投入HCl 和H2的物质的量之比为：（）：（）=5:1。
18．④⑧ D N2+3H2 2NH3 在出气口产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有氨气生成(或在出气口用蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟，则证明有氨气生成) NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-
【详解】
I. (1)①玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅； ②陶瓷的成分是硅酸盐； ③石英玻璃的成分是二氧化硅； ④硅芯片的成分是单质硅； ⑤光导纤维的成分是二氧化硅； ⑥水泥的成分是硅酸盐； ⑦砖瓦的成分是硅酸盐； ⑧太阳能电池的成分是单质硅；选④⑧；
(2)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，利用了这类材料的生物功能，选D；
II. (1)工业上用氮气、氢气合成氨气，反应方程式是N2+3H2 2NH3；氨气是碱性气体，在出气口放置湿润的红色石蕊试纸，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有氨气生成；
(2) NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-，将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。
19．SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 2C+SiO22CO↑+Si SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸
【详解】
(1) SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠是矿物胶能把瓶口和瓶塞粘结在一起，发生反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；
(2)①石英砂的主要成分是二氧化硅，与焦炭反应生成硅和CO，反应为：2C+SiO22CO↑+Si；
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，根据硅元素化合价升高，则氢元素化合价降低生成H2，该化学反应方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl；H2遇O2受热时发生爆炸，所以H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是高温下，H2遇O2发生爆炸。
一、单选题（15题）
1．钦州坭兴陶，学名为紫泥陶，与江苏紫砂陶、云南建水陶、重庆荣昌陶并称中国四大名陶。传统钦州坭兴陶制备工艺主要包括以下几个步骤：制备坯料→坯体成型→修整坯体→坯体干燥→装饰坯体→烧制坯体→抛光打磨。下列制陶过程中，涉及化学变化的是
A．坯体成型B．坯体干燥C．烧制坯体D．抛光打磨
2．下列有关氧化物的性质与用途具有对应关系的是
A．SiO2的熔点很高，可用于制作坩埚
B．SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
C．Al2O3具有两性，可用于工业冶炼铝单质
D．Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色涂料
3．下列物品用到硅单质的是
A．水晶吊灯B．门窗玻璃C．计算机芯片D．光导纤维
4．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4
C．步骤Ⅱ中的Y生成可用SiO2与水反应代替
D．步骤 Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行
5．2021年我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法错误的是
A．“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
B．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
C．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D．“奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，22号钛元素属于过渡元素
6．下列说法正确的是
A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应
B．据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C．硅太阳能电池、石英光导纤维和计算机芯片所用的材料都是Si
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料经高温烧结而制成的
7．下列各组中的两种物质发生反应：①Na和O2；②AlCl3与氨水；③水玻璃与CO2；④Fe与盐酸，因反应物用量或反应条件的不同而生成不同产物的是
A．①③B．①②C．②④D．③④
8．开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如图，下列有关说法正确的是
A．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
B．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均为还原产物
C．在制粗硅时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1
D．石灰石、纯碱、石英都属于盐，都能与盐酸反应
9．下列有关物质的俗称、分类和用途的说法都正确的是
A．AB．BC．CD．D
10．下列装置能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
11．在给定条件下，下列选项所示物质间不满足每一步转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
12．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
下列说法不正确的是
A．在溶解水泥样品的过程中，可以用H2O2代替硝酸
B．沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3
C．加氨水过程中需要加热是为了避免胶体的生成
D．滴定过程中的反应是：5C2O+16H++2MnO=10CO2↑+2Mn2+ +8H2O
13．碳、硅及其化合物常用做性能优异的无机非金属材料。比如氮化硅，其熔点高、硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定。有关碳、硅及其化合物的说法正确的是
①硅在自然界中主要以单质形式存在，硅是应用最广泛的半导体材料
②硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
③石墨烯是一种新型的纳米化合物
④氮化硅的化学式为Si3N4，其可制作坩埚，制作切削刀具
⑤光导纤维的通信容量大，导电性强
⑥水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
A．①③⑤B．①③⑥C．②④⑤D．②④⑥
14．由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列说法中错误的是
A．①②③均属于氧化还原反应B．H2和HCl均可循环利用
C．SiO2是一种坚硬难熔的固体D．X为CO2
15．下列离子方程式正确的是
A．硫酸铜溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2＋＋=BaSO4↓
B．水玻璃中通入过量CO2：SiO+H2O+CO2=+H2SiO3↓
C．硫酸铁溶液中通入SO2气体：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋
D．向澄清石灰水中加入过量的NaHCO3溶液，出现白色沉淀＋Ca2+＋OH—=CaCO3↓＋H2O
二、填空题（4大题）
16．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地亮质量的90%以上。
（1）下列物质不属于硅酸盐材料的是___________。
A．陶瓷B．玻璃C．水泥D．生石灰
（2）是玻璃的主要成分之一，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________，工艺师常用___________(填物质名称)来雕刻玻璃。
（3）用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作___________。可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
（4）工业上常利用反应制备硅单质，该反应中氧化剂是___________。
（5）根据如图所示装置回答以下问题。
若要用此装置证明酸性：，从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：①稀 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④溶液 ⑤。试剂A与C分别为___________(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为___________。有同学认为此实验不能说明酸性强弱，你认为原因是___________。
17．硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)工业上生产粗硅的反应：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为___________。
(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：
①若反应Ⅰ为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为___________。
②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：___________。
③假设每一轮次制备1ml纯硅，且生产过程中硅元素没有损失。反应Ⅰ中HCl的利用率为90%。反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是___________。
18．I.硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于单质硅的是_______(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦 ⑧太阳能电池
(2)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的_______(填字母)。
A．耐高温的特性 B．电学特性
C．光学特性 D．生物功能
II.氮元素在生命活动中扮演着重要的角色。回答下列与氮及其化合物有关的问题：
(1)德国化学家哈伯、博施等成功地开发了将氮气转化为氨气的生产工艺。请用化学方程式表示工业合成氨的反应原理：_______。写出在氨气的出气口处，检验有氨气生成的操作：_______。
(2)将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。请用方程式解释原因：_______。
19．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是__化学方程式表示)。
(2)高纯硅是现代信息、电动汽车和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：___；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是___。
物质
俗称
分类
用途
A
Na2CO3
苏打
盐
常用于治疗胃酸过多
B
CuSO4·5H2O
胆矾
混合物
用于配制杀菌剂波尔多液
C
SiC
金刚砂
化合物
是制备砂轮、砂纸的原料
D
Na2SiO3水溶液
水玻璃
非电解质
是制备硅胶和木材防火剂的原料
A
B
C
D
溶化
验证氧化性
实验室制取
制备氢氧化铁胶体
参考答案
1．C
【详解】
上述过程中，烧制时发生复杂的物理和化学变化，化学变化主要为脱水、分解和氧化，这个过程有新物质生成，属于化学变化，其他步骤均没有新物质生成，属于物理变化，D项符合题意。
故选C。
2．A
【详解】
A．SiO2的熔点很高、高温难熔、可用于制作坩埚，A正确；
B．SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆，B错误；
C．Al2O3为离子化合物，熔融状态下可电离出铝离子和氧离子，可用于工业冶炼铝单质，C错误；
D．Fe2O3为红棕色粉末，可用于制作红色涂料，D错误；
答案选A。
3．C
【详解】
A．水晶的成分是SiO2，故A不符合题意；
B．门框的玻璃中含有硅酸盐和二氧化硅，故B不符合题意；
C．计算机芯片主要成分是硅晶体，故C符合题意；
D．光导纤维的成分是SiO2，故D不符合题意；
答案为C。
4．C
【详解】
A． 硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；
B．硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸，所以步骤II的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4，故B正确；
C．SiO2与水不反应不能够生成硅酸，故C错误；
D．灼烧固体一般在坩埚中进行，故D正确。
故答案为C。
5．B
【详解】
A．火箭用液氧液氢推进剂，产物是水，对环境无污染，A正确；
B．芯片中的半导体材料为硅，B错误；
C．传统的无机非金属材料是玻璃、水泥和陶瓷，氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，C正确；
D．22号钛元素属于过渡元素，D正确。
故答案选B。
6．D
【详解】
A．硅酸不溶于水，但是二氧化硅可以与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，故A错误；
B．反应高温下进行，生成的二氧化碳是气体，SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反应，是高沸点的物质制取低沸点的物质，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，故B错误；
C．石英光导纤维所用的材料是SiO2，故C错误；
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石、石英为原料高温烧结而成，故D正确；
故选D。
7．A
【详解】
①Na和O2在常温下反应产生Na2O，在点燃或加热时反应产生Na2O2，反应条件不同，产物不同，①符合题意；
②AlCl3与氨水反应产生Al(OH)3和NH4Cl，与二者相对量的多少无关，②不符合题意；
③水玻璃与CO2反应时，若CO2少量，反应产生H2SiO3和Na2CO3；若CO2过量，反应产生H2SiO3和NaHCO3，二者相对量的多少不同，反应产物不同，③符合题意；
④Fe与盐酸反应产生FeCl2和H2，反应产物与反应条件无关，④不符合题意；
可见①③符合题意，故合理选项是A。
8．B
【详解】
A．生产铝、铜、高纯硅的过程中都是由化合物生成单质，有元素化合价的变化，是氧化还原反应，生成玻璃的过程中只有SiO2与Na2CO3、CaCO3的反应，没有化合价的变化，不涉及氧化还原反应，故A错误；
B．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应的化学方程式为：2 CuFeS2+4O2Cu2S+2FeO+3SO2，Cu的化合价从+2价降低到+1价，Cu2S是还原产物，O2中氧元素的化合价从0价降低到-2价，FeO和SO2都是还原产物，所以Cu2S、FeO均为还原产物，故B正确；
C．制粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，氧化产物为CO，还原产物为Si，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1，故C错误；
D．石灰石、纯碱属于盐，能与盐酸反应，石英不属于盐，不能与盐酸反应，故D错误；
故选B。
9．C
【详解】
A．碳酸钠溶液碱性较强，容易对肠胃造成伤害，一般不用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠来治疗胃酸过多，A错误；
B．CuSO4·5H2O是纯净物，不是混合物，B错误；
C．SiC俗名金刚砂，是碳和硅形成的化合物，硬度大，可以用作砂轮、砂纸的原料，C正确；
D．Na2SiO3水溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，D错误；
故选C。
10．B
【详解】
A．瓷坩埚中含有二氧化硅，能与碳酸钠反应，所以不能用瓷坩埚来熔化碳酸钠，故A错误；
B．二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质，二氧化硫的化合价降低，体现了氧化性，故B正确；
C．收集氨气时，应在试管口塞一团棉花，故C错误；
D．制备氢氧化铁胶体是向沸水中滴加饱和氢氧化铁溶液，继续煮沸，至溶液呈红褐色，故D错误；
故选B。
11．A
【详解】
A．一氧化氮是不成盐氧化物，不能与氢氧化钠溶液反应，则选项所示物质间不满足每一步转化均能实现，故A符合题意；
B．二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成酸性比碳酸弱的硅酸沉淀和碳酸氢钠，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故B不符合题意；
C．铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生氢氧化铝沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故C不符合题意；
D．四氧化三铁与铝在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，铁与足量稀硝酸溶液反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，则选项所示物质间满足每一步转化均能实现，故D不符合题意；
故选A。
12．D
【分析】
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物，加入氯化铵、盐酸和硝酸，由于二氧化硅与酸不反应，则得到的沉淀A为SiO2，滤液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+等离子，加入氨水调节pH为4～5，可生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，加热的目的是防止生成胶体而难以分离，滤液主要含有Ca2+，加入草酸铵可生成草酸钙沉淀，加入硫酸用高锰酸钾测定，发生反应5H2C2O4+6H++2MnO＝10CO2↑+2Mn2++8H2O，根据高锰酸钾的量可计算含量，以此解答该题。
【详解】
A．加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，可用过氧化氢代替硝酸，因此在溶解水泥样品的过程中，可以用H2O2代替硝酸，A正确；
B．根据以上分析可知沉淀A的主要成分为SiO2，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3，B正确；
C．铁离子、铝离子易水解形成胶体，所以加氨水过程中需要加热是为了避免胶体的生成，C正确；
D．草酸钙溶于硫酸生成草酸，草酸是弱酸，根据以上分析可知滴定过程中的反应是5H2C2O4+6H++2MnO＝10CO2↑+2Mn2++8H2O，D错误；
答案选D。
13．D
【详解】
①硅是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，不能以单质形式存在，①错误；
②硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，②正确；
③石墨烯是碳单质，不属于化合物，③错误；
④氮化硅的化学式为Si3N4，氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；熔点高、化学性质稳定可制作耐高温轴承，切削刀具等，④正确；
⑤二氧化硅晶体对光具有全反射作用，能传递光信号，可以用二氧化硅晶体制备光导纤维，无导电性，⑤错误；
⑥水玻璃具有黏性，不易燃烧，可用于生产黏合剂和防火剂，⑥正确；
综上所述，正确的是②④⑥，故选D。
14．D
【详解】
A．①②③反应中均有单质参加或生成，也就是均有元素化合价发生改变，所以均属于氧化还原反应，A正确；
B．H2和HCl既是反应物，又是产物，所以二者在流程中均可循环利用，B正确；
C．SiO2是水晶的主要成分，是Si、O原子按一定规则排列成的具有一定几何外形的晶体，是一种坚硬难熔的固体，C正确；
D．SiO2与焦炭在高温条件下发生反应，生成粗硅和CO，所以X不是CO2，D错误；
故选D。
15．C
【详解】
A．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为Cu2＋＋Ba2＋＋2OH—＋=Cu(OH)2↓+BaSO4↓，故A错误；
B．水玻璃与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和硅酸沉淀，反应的离子方程式为SiO+2H2O+2CO2=2 +H2SiO3↓，故B错误；
C．硫酸铁溶液与二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋，故C正确；
D．澄清石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为2＋Ca2+＋2OH—=CaCO3↓＋+2H2O，故D错误；
故选C。
16．
（1）D
（2） 氢氟酸
（3） 防火剂 D
（4）
（5） ①④ 有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸
【解析】
（1）
陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐材料，生石灰是氧化钙，不属于硅酸盐，答案选D。
（2）
二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：。
（3）
硅酸钠是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠浸泡棉花就阻隔了棉花与空气中氧气的直接接触，可用作防火剂的原料；普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚都含有二氧化硅，能够与纯碱反应，氧化铝与纯碱能够发生反应（生成偏铝酸钠和二氧化碳），铁和碳酸钠在高温下不会反应，所以高温熔融纯碱时可选用的是铁坩埚。
（4）
氧化剂具有氧化性，化合价降低，反应中硅元素化合价降低，因此氧化剂是二氧化硅。
（5）
证明酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，试剂A、B、C分别为稀硝酸、碳酸钠和硅酸钠溶液；试管中发生反应的离子方程式为：；有同学认为此实验不能说明酸性强弱，原因是硝酸具有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸。
17．5:2 SiHCl3+H2Si（纯）+3HCl SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+3HCl+H2↑ 5:1
【详解】
(1)若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1:1，可将两方程式叠加，可知C和SiO2的物质的量之比为5:2。
(2)①由流程图可知反应II是SiHCl3和H2反应生成纯硅和HCl，因此方程式为SiHCl3+H2Si（纯）+3HCl。
②写出方程式中已知物质：SiHCl3+H2O — H2SiO3+HCl，由原子守恒可知另一种物质为H2，因此反应的化学方程式为SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+3HCl+H2↑。
③由反应的化学方程式：Si（粗）+ 3HCl SiHCl3 + H2，SiHCl3+H2 Si（纯）+3HCl，可知循环反应过程需3mlHCl参与循环反应，但每一次循环HCl的利用率是90%，因此需要增加（）mlHCl，同理，循环生产中只产生1mlH2，但H2的利用率为93.75%，因此需增加（）mlH2，所以补充投入HCl 和H2的物质的量之比为：（）：（）=5:1。
18．④⑧ D N2+3H2 2NH3 在出气口产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有氨气生成(或在出气口用蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟，则证明有氨气生成) NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-
【详解】
I. (1)①玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅； ②陶瓷的成分是硅酸盐； ③石英玻璃的成分是二氧化硅； ④硅芯片的成分是单质硅； ⑤光导纤维的成分是二氧化硅； ⑥水泥的成分是硅酸盐； ⑦砖瓦的成分是硅酸盐； ⑧太阳能电池的成分是单质硅；选④⑧；
(2)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，利用了这类材料的生物功能，选D；
II. (1)工业上用氮气、氢气合成氨气，反应方程式是N2+3H2 2NH3；氨气是碱性气体，在出气口放置湿润的红色石蕊试纸，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有氨气生成；
(2) NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌+OH-，将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。
19．SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 2C+SiO22CO↑+Si SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸
【详解】
(1) SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠是矿物胶能把瓶口和瓶塞粘结在一起，发生反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；
(2)①石英砂的主要成分是二氧化硅，与焦炭反应生成硅和CO，反应为：2C+SiO22CO↑+Si；
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，根据硅元素化合价升高，则氢元素化合价降低生成H2，该化学反应方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl；H2遇O2受热时发生爆炸，所以H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是高温下，H2遇O2发生爆炸。
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