化学必修 第二册第三节 无机非金属材料第1课时同步达标检测题

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一、单选题
1．下列关于玻璃的叙述中，正确的是
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B．红色玻璃中含有氧化钴
C．无色玻璃是纯净物D．玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英
【答案】D
【解析】A．玻璃不是人类最早使用的硅酸盐材料，陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，故A错误；
B．红色玻璃中含Cu2O，含氧化钴的玻璃是蓝色，故B错误；
C．玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，是混合物，故C错误；
D．制取玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，故D正确；
故选D。
2．医学研究表明：偏硅酸(也称硅酸)有软化血管的作用，对心脏病、高血压有一定的疗效。偏硅酸中含有硅、氢、氧三种元素，其中硅的化合价为+4价，则其化学式为
A．Na2SiO3B．H2SiO4
C．H2SiO3D．SiO2
【答案】C
【解析】偏硅酸中含有硅、氢、氧三种元素，其中硅的化合价为+4价，氧的化合价为-2价，氢的化合价为+1价，则化学式为H2SiO3；
故选C。
3．2021年9月10日，国产C919飞机生产许可审定委员会(PCB)中间会议在上海召开，标志着自2019年C919飞机批量生产工作启动以来取得了阶段性进展，是C919飞机项目的又一个重要里程碑。下列C919飞机使用的材料中，不属于金属材料的是
A．钛合金B．第三代铝锂合金C．钢材D．碳纤维复合材料
【答案】D
【解析】A．钛合金属于钛的合金，为金属材料，A不符合题意；
B．铝锂合金属于合金，为金属材料，B不符合题意；
C．钢材为铁的合金，属于金属材料，C不符合题意；
D．碳纤维复合材料属于无机非金属材料，不属于金属材料，D符合题意；
故选D。
4．石灰石是许多工业的原料，但制取下列物质不需要石灰石的是
A．制生石灰B．制水泥C．制玻璃D．制陶瓷
【答案】D
【解析】A．碳酸钙高温分解生成氧化钙，生石灰的制取需要使用石灰石，A错误；
B．生产水泥的原料是石灰石和粘土，B错误；
C．工业生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英，需要使用石灰石，C错误；
D．制陶瓷的主要原料是黏土，不需要石灰石，D正确；
故选D。
5．2022年北京冬奥火种灯采用了很多高科技手段致力于结构创新和节能减碳。以下叙述错误的是
A．火种使用的丙烷属于清洁燃料
B．火种灯材质采用的铝合金是混合物
C．火种灯采用的双层玻璃耐酸耐碱
D．火种灯和火种盆使用的玻璃材料属于无机非金属材料
【答案】C
【解析】A．丙烷燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，属于清洁燃料，A正确；
B．合金由金属和金属（或金属与非金属）熔合而成，属于混合物，B正确；
C．玻璃中含有SiO2，与碱反应，故玻璃不耐碱，C错误；
D．玻璃材料属于硅酸盐材料，属于无机非金属材料，D正确；
故答案选C。
6．化学与生产、生活息息相关。下列叙述不正确的是
A．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
B．钛是一种性能优越的金属，常用于飞机、火箭、导弹等的制造领域
C．洗发时使用的护发素，能够调节头皮的pH使之达到适宜酸碱度
D．由于天然气是清洁能源，可以无限制的开采和使用
【答案】D
【解析】A．陶瓷由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，在新石器时代就已经开始使用，应用较早，A正确；
B．钛是一种性能非常优越的金属，其化学性质稳定，耐腐蚀，钛及钛合金主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船等领域，B正确；
C．洗发水的pH大于7、护发素的pH小于7，人们洗发时使用护发素，可调节头发的pH达到适宜的酸碱度，使头发在弱酸的环境中健康成长，C正确；
D．天然气是化石燃料，属于不可再生能源，不可无限制开采和使用，D错误；
综上所述答案为D。
7．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质，下列说法正确的是
A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐材料
B．二氧化硅可用于制造太阳能电池
C．高纯硅可用于制造光导纤维
D．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
【答案】D
【解析】A．陶瓷、水泥、玻璃都属于硅酸盐材料，水晶的成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，故A错误；
B．单晶硅可用于制造太阳能电池，而不是二氧化硅，故B错误；
C．二氧化硅可用于制造光导纤维，而不是高纯硅，故C错误；
D．硅酸盐的化学式用氧化物表示，活泼金属氧化物在前，则KAlSi3O8可用K2O·Al2O3·6SiO2表示，故D正确；
答案D。
8．化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法错误的是
A．新冠病毒变异毒株德尔塔(Delta)，传播性更强，其成分含有蛋白质
B．中芯国际是我国生产芯片的龙头企业，所生产芯片的主要成分是单晶硅
C．市面上的防晒衣通常采用聚酯纤维材料制作。忌长期用肥皂或碱性较强的液体洗涤
D．“神舟十二号”飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷主要成分是硅酸盐
【答案】D
【解析】A．病毒的衣壳的主要成分为蛋白质，A正确；
B．晶体硅为良好的半导体，是芯片的主要成分，B正确；
C．聚酯纤维材料中含有酯基，用肥皂或碱性较强的液体洗涤会使酯基水解，C正确；
D．高温结构陶瓷为新型无机非金属材料，不含Si元素，不是硅酸盐，D错误；
综上所述答案为D。
9．下列说法不正确的是
A．陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成的
B．高纯单质硅可以制成光电池，将光能直接转换为电能
C．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
D．向饱和Na2SiO3溶液中通入足量CO2，然后蒸发结晶，最后灼烧，得到Na2CO3、SiO2
【答案】D
【解析】A．陶瓷是以黏土为主要原料，然后在陶瓷窑中高温烧制而成，故A正确；
B．单质硅是良好的光电材料，能将光能直接转化成电能，因此常用其制作光电池，故B正确；
C．二氧化硅具有优良的传输光信号的能力，常用于制作光导纤维，故C正确；
D．高温灼烧过程中碳酸钠与二氧化硅能反应生成硅酸钠和二氧化碳，故D错误；
故选：D。
10．下列不属于三大合成材料的是
A．玻璃B．合成纤维C．合成橡胶D．塑料
【答案】A
【解析】三大合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶，则在选项给出的物质中不属于三大合成材料的是玻璃，故合理选项是A。
二、元素或物质推断题
11．设计如下实验探究某矿石(仅含四种短周期元素)的组成和性质，无色液体1为最常见的液体纯净物：
(1)白色胶状沉淀2的化学式___________，无色液体1的电子式___________。
(2)矿石的化学式为___________。
(3)白色粉末3溶于过量NaOH溶液的离子方程式是___________。
(4)无色溶液3与过量NaOH溶液反应的离子方程式___________。
(5)白色粉末3与能与同主族短周期元素的单质反应，检验其反应产物的方法是___________。
【答案】(1) H2SiO3
(2)MgSiO3·2H2O
(3)SiO2+2OH-=+H2O
(4)Mg2++2OH-=Mg(OH)2
(5)固体物质取样与试管中，加入少量浓NaOH溶液，若产生气泡则有单质Si生成；将生成的气体通过足量碱石灰后再依次通过灼热的氧化铜粉末、澄清石灰水，若氧化铜粉末有黑色变为红色，澄清石灰水变浑浊，则有CO生成
【解析】13.6g矿石灼烧生成无色气体1冷凝变为无色液体1，则无色液体1为H2O，白色粉末加入盐酸得到白色胶状沉淀，经灼烧得到的白色粉末可与过量的氢氧化钠溶液，则白色粉末3为SiO2，胶状沉淀2为H2SiO3，无色溶液3应为氯化物，加入过量的氢氧化钠溶液得到白色沉淀3，应为Mg(OH)2，可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]==0.1ml，n(SiO2)==0.1ml，则白色固体2为MgSiO3，0.1mlMgSiO3的质量为10g，则n(H2O)==0.2ml，故n(MgSiO3):n(H2O)=0.1ml:0.2ml=1:2，以此可确定矿石的化学式为：MgSiO3·2H2O，据此分析解题。
(1)由分析可知，白色胶状沉淀2的化学式为H2SiO3，无色液体1为H2O，则其电子式为：；
(2)由分析可知，矿石的化学式为MgSiO3·2H2O，故答案为：MgSiO3·2H2O；
(3)由分析可知，白色粉末3为SiO2，其溶于过量NaOH溶液的离子方程式为：SiO2+2OH-=+H2O，故答案为：SiO2+2OH-=+H2O；
(4)由分析可知，无色溶液3为氯化镁溶液，其与过量NaOH溶液反应的离子方程式为：Mg2++2OH-=Mg(OH)2，故答案为：Mg2++2OH-=Mg(OH)2；
(5)由分析可知，白色粉末3为SiO2，其与能与同主族短周期元素的单质即C反应，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO，故检验其反应产物的方法是固体物质取样与试管中，加入少量浓NaOH溶液，若产生气泡则有单质Si生成；将生成的气体通过足量碱石灰后再依次通过灼热的氧化铜粉末、澄清石灰水，若氧化铜粉末有黑色变为红色，澄清石灰水变浑浊，则有CO生成，故答案为：固体物质取样与试管中，加入少量浓NaOH溶液，若产生气泡则有单质Si生成；将生成的气体通过足量碱石灰后再依次通过灼热的氧化铜粉末、澄清石灰水，若氧化铜粉末有黑色变为红色，澄清石灰水变浑浊，则有CO生成。
三、填空题
12．化学与材料密切关联。
①制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和 ________；
②钢铁在酸雨中会发生电化学腐蚀，其负极的电极反应是________；
③硫化橡胶具有较高的强度和化学稳定性，它具有 ________结构。
【答案】 石英 Fe﹣2e﹣=Fe2+ 体型(或“网状”或“体型网状”)
【解析】①制造玻璃的主要原料为石灰石、纯碱、石英，故答案为：石英；②铁为负极，铁失去电子转化成二价亚铁离子，电极反应式为：Fe﹣2e﹣=Fe2+， 故答案为：Fe﹣2e﹣=Fe2+；③硫化橡胶分子间具有空间网状结构，故答案为：体型(或“网状”或“体型网状”)。
13．下列是五种物质的化学式，请按要求选择合适的序号填空：
A．NaHCO3 B．Na2CO3 C．Fe2O3 D．Ca(ClO)2 E. KAl(SO4)2·12H2O
（1）俗称铁红的物质；______________
（2）一种常见净水剂；___________
（3）常用于焙制糕点的小苏打；____________
（4）制普通玻璃的原料是石英、石灰石和______________。
【答案】 C E A B
【解析】(1)Fe2O3为红色，俗称铁红；
故答案为：C；
(2)KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中电离产生铝离子，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，可以吸附净水；
故答案为：E；
(3)NaHCO3俗名小苏打，可以焙制糕点；
故答案为：A；
(4)制普通玻璃的原料是石英、石灰石和Na2CO3；
故答案为：B；
14．下列物品或设施：
①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟⑦水晶项链⑧硅太阳能电池⑨光导纤维⑩计算机芯片
(1)使用了硅单质的是___________(填序号，下同)。
(2)使用了二氧化硅的是___________。
(3)使用了硅酸盐材料的是___________。
【答案】(1)⑧⑩ (2)④⑤⑥⑦⑨ (3)①②③④
【解析】
(1)硅为良好的半导体材料，可用于制太阳能，计算机芯片，即⑧硅太阳能电池；⑩计算机芯片；故答案为：⑧⑩；
(2)所用材料为SiO2或要用到SiO2的是：④门窗玻璃（原料有二氧化硅、成分含有二氧化硅）、⑤水晶镜片、⑥石英钟、⑦水晶项链、⑨光导纤维；故答案为：④⑤⑥⑦⑨；
(3)陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸盐：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃；故答案为：①②③④。
15．根据要求回答下列问题：
(1)写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
①：__________；
②___________；
③写出①②水溶液混合后恰好沉淀完全的离子方程式______________；
(2)标准状况下，相同质量的和物质的量比为_____，所含氧原子数比为______，密度比为______。
(3)某建筑材料主要成分为铝硅酸盐，化学式是；改写成氧化物形式为______。
【答案】 Ba(OH)2=Ba2++2OH- NaHSO4=Na++H++ Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O 3：2 1：1 2：3 MgO•Al2O3•4SiO2•2H2O
【解析】(1) ①是强碱，属于强电解质，在水溶液中完全电离，故其电离方程式为：Ba(OH)2=Ba2++2OH-，故答案为：Ba(OH)2=Ba2++2OH-；
②是强酸的酸式盐，属于强电解质，在水溶液中完全电离，故其电离方程式为：NaHSO4=Na++H++，故答案为：NaHSO4=Na++H++；
③①②水溶液混合后恰好沉淀完全是Ba(OH)2和NaHSO4等物质的量混合，故其离子方程式 Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O，故答案为：Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O；
(2)标准状况下，相同质量的和物质的量比为：=3：2，所含氧原子数比为：=1：1，同温同压下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比也等于其相对分子质量之比，故密度比为32：48=2：3，故答案为：3：2；1：1；2：3；
(3)某建筑材料主要成分为铝硅酸盐，化学式是可改写成氧化物形式为MgO•Al2O3•4SiO2•2H2O，故答案为：MgO•Al2O3•4SiO2•2H2O。
四、实验题
16．某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。
(1)实验Ⅰ：探究碳、氮、硅三种元素非金属性递变规律。
已知A装置的烧瓶里装有大理石，分液漏斗里装有稀HNO3溶液，B装置中装有饱和NaHCO3溶液，装置C中装有Na2SiO3溶液，试回答：
①C中可观察到的现象是_______。
②B装置的作用是_______。
③根据实验现象推知，碳、氮、硅三种元素非金属性的强弱顺序是_______，得出以上结论的判断依据是_______。
(2)实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气，利用该装置探究氯和溴元素的非金属性强弱。
①写出B装置中发生反应的离子方程式：_______。
【答案】 溶液变浑浊 除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气 N＞C＞Si 酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2
【解析】(1)①C中，通入的CO2与Na2SiO3溶液发生反应，生成硅酸沉淀和碳酸钠，反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+Na2CO3，所以观察到的现象是溶液变浑浊。
②硝酸为挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰实验现象，所以在通入硅酸钠溶液前，应将硝酸蒸气除去，从而得出B装置的作用是除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气。
③根据实验现象推知，HNO3与NaHCO3发生复分解反应，可证明硝酸的酸性比碳酸强，反应Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+Na2CO3可证明碳酸的酸性比硅酸强，从而得出碳、氮、硅三种元素非金属性的强弱顺序是N＞C＞Si，得出以上结论的判断依据是酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸。答案为：溶液变浑浊；除去二氧化碳中混有的硝酸蒸气；N＞C＞Si；酸性：硝酸＞碳酸＞硅酸；
(2)实验Ⅱ：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，再将Cl2通入KBr溶液中，发生反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2，从而得出氯的非金属性强于溴。
①B装置中发生反应的离子方程式：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。答案为：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。