【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优易错试卷练习题及答案一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)1.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。
下列说法正确的是A .若甲可以与NaOH 溶液反应放出H 2,则丙一定是两性氧化物B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应C .若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能具有漂白性D .若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊【答案】D【解析】【详解】A .甲为单质,若甲可以与NaOH 溶液反应放出2H ,则甲为Al 或Si ,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A 错误;B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na ,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B 错误;C .丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl 和3NH 或3HNO 和3NH 等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气或氢气或氮气,都不具有漂白性,故C 错误;D .若甲、丙、戊含有同一种元素,当甲为S ,乙为氧气,丙为二氧化硫,丁为HClO 等具有强氧化性的物质,戊为硫酸,则含S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D 正确;故答案为D 。
2.某一固体粉末含有SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3,加入足量NaOH 溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中加入过量盐酸,过滤,将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重,最终固体成份为 A .SiO 2B .Fe 2O 3、SiO 2C .SiO 2、Al 2O 3D .Fe 2O 3【答案】A【解析】SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3,加入足量NaOH 溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠,加入过量盐酸,生成硅酸沉淀,将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅,故A 正确。
3.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )A.漂白粉既可做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池及环境的消毒剂和净水剂B.燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的单质C.合金材料的组成元素一定全部是金属元素D.纯净的二氧化硅是制备光导纤维的原料【答案】D【解析】【分析】【详解】A.漂白粉具有强氧化性,既能杀菌消毒,又具有漂白性,所以漂白粉既可用来漂白棉、麻、纸张,也能用作游泳池及环境的消毒剂,但不能做净水剂,A错误;B.燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了一些金属元素,而不是金属单质,B错误;C.合金材料的组成元素不一定全部为金属元素,可能含有非金属元素,C错误;D.光导纤维的原料为二氧化硅,D正确;答案选D。
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.青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2,青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法中正确的是A.青石棉是一种易燃品,且易溶于水B.青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OC.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗8.5 L 2 mol/L HNO3溶液D.1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用,至少需消耗7 L 2 mol/L HF溶液【答案】B【解析】【分析】【详解】A.青石棉属于硅酸盐,不易燃,也不溶于水,A错误;B.青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种,根据原子守恒和化合价不变的思想,化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·3FeO·Fe2O3· 8SiO2·H2O,B正确;C.8.5 L2 mol·L-1HNO3溶液中硝酸的物质的量为17mol,青石棉用稀硝酸溶液处理时,亚铁离子被氧化为铁离子,硝酸被还原为一氧化氮,产物为NaNO3、Fe(NO3)3、NO、H2O、SiO2,1mol该物质能和18molHNO3反应,C错误;D.7L2 mol·L-1HF溶液中HF的物质的量为14mol,1mol青石棉能与34mol氢氟酸反应生成四氟化硅,D错误。
答案选B。
6.赏心悦目的雕花玻璃通常是用某种物质对玻璃进行刻蚀而制成的,则这种物质是()A.盐酸B.氢氟酸C.烧碱D.纯碱【答案】B【解析】【详解】A、盐酸和二氧化硅不反应,不能用于在玻璃上进行刻蚀,故不选A;B、氢氟酸与二氧化硅易反应,生产四氟化硅气体,能在玻璃上进行刻蚀,故选B;C、二氧化硅与烧碱反应,但反应缓慢,不能用于在玻璃上进行刻蚀,故不选C;D、纯碱与二氧化硅在高温下反应,不能用于在玻璃上进行刻蚀,故不选D。
7.下列说法不正确的是A.氧化镁熔点很高,可作为优质的耐高温材料B.有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成C.溴化银可用于感光材料,也可用于人工降雨D.分子筛可用于物质分离,还能作干燥剂和催化剂【答案】C【解析】【分析】【详解】A.氧化镁是离子化合物,离子键很强,所以氧化镁熔点高,可作耐高温材料,故A正确;B.某些金属氧化物呈现特殊的颜色,分散于玻璃中即可制得有色玻璃,故B正确;C.溴化银不稳定,见光易分解,可用于制感光胶卷,碘化银可用于人工降雨,故C错误;D.分子筛中有许多笼状空穴和通道,具有强吸附性,可用于分离、提纯气体或液体混合物,还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等,故D正确;故答案:C。
8.某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。
(Ⅰ)甲同学在 a、b、c 三只烧杯里分别加入 50 mL 水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的锂、钠、钾块,观察现象。
①甲同学设计实验的目的是______②反应最剧烈的烧杯是______(填字母);③写出 b 烧杯里发生反应的离子方程式______(Ⅱ)乙同学设计了下图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱,根据要求完成下列各小题(1)实验装置:(2)实验步骤:连接仪器、______、加药品后,打开 a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)问题探究:(已知酸性强弱:亚硫酸>碳酸)①铜与浓硫酸反应的化学方程式是______,装置 E 中足量酸性 KMnO4溶液的作用是______。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是______;③试管 D 中发生反应的离子方程式是______。
【答案】验证锂、钠、钾的金属性强弱; c 2Na+2H2O=2Na++2OH¯+ H2↑检查装置气密性 Cu+2H2SO4(浓)ΔCuSO4+ 2H2O+ SO2↑除去CO2中混有的SO2盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀; SO2+ HCO3¯= CO2+ HSO3¯【解析】【分析】乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性强弱。
先用浓硫酸和铜在加热条件下制备二氧化硫气体,通入D试管与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,混合气体通入试管E,除去混有的二氧化硫,剩余的二氧化碳通入试管F与硅酸钠溶液反应,会出现白色沉淀。
该实验需要改良的地方尾气处理装置,以及防干扰装置(防止空气中的二氧化碳进入装置F,干扰实验结构,可以加一个球星干燥管,内盛放碱石灰)。
【详解】(Ⅰ)①由某研究性学习小组设计实验验证元素周期律可得,甲同学设计的实验目的是:验证锂、钠、钾的金属性强弱;②金属性:K>Na>Li,金属性越强,单质与水反应越剧烈,故反应最剧烈的烧杯是c;’③b 烧杯里发生反应的离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH¯+ H2↑;(Ⅱ)(2)实验步骤:有气体参与反应,先连接仪器、检查装置气密性、加药品(先加固体,后加液体)后,打开 a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)①铜与浓硫酸反应的化学方程式是:Cu+2H2SO4(浓)ΔCuSO4+ 2H2O+ SO2↑;根据分析,高锰酸钾的作用是除去CO2中混有的SO2;②非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,若碳酸可以制得硅酸,则可以证明碳酸强于硅酸,从而可以证明二者非金属性的强弱,故能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是:盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀;③试管D用SO2与NaHCO3制备CO2,反应的离子方程式:SO2+ HCO3¯= CO2+ HSO3¯。
9.硅在无机非金属材料中,扮演着主要角色,请利用相关知识回答下列问题:(1)硅有非常重要的用途,请写出其中的一种:_________________________________。
(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x,铜为+2价),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。
A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B.性质稳定,不易脱色C.x等于6D.易溶解于强酸和强碱(3)工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图如下:①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行,写出该反应化学方程式:________________。
②SiCl4极易水解,在空气中生成烟尘和白雾,推测书写其水解的化学方程式为____________________。
③在流化床反应的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,有关物质的沸点数据如下表,分离SiCl4和其他杂质的方法为________。
物质Si SiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3Cl HCl SiH4沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可) D 2C +SiO 2===高温2CO↑+Si SiCl 4+3H 2O===H 2SiO 3↓+4HCl 蒸馏(精馏) 【解析】【详解】(1)硅位于金属和非金属分界线附近,常用作半导体材料,为无机非金属材料的主角,计算机芯片的主要成分为单质硅,太阳能电池的主要成分是硅单质,所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等,因此,本题正确答案是:制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等;(2)A. 硅酸盐用氧化物形式表示时,书写顺序为:活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以硅酸铜钡用氧化物形式表示:22BaO CuO SiO ⋅⋅,所以A 选项是正确的;B.硅酸盐性质均比较稳定,不容易褪色,所以B 选项是正确的;C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2,硅元素化合价为+4,氧元素的化合价为-2价,钡元素的化合价为+2价,则由化学式为2X BaCuSi O ,根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(2)(2)(4)2(2)0x +++++⨯+-⨯=,计算得出x=6,所以C 选项是正确的;D. 26BaCuSi O 是瓷器的一种颜料,瓷器耐酸耐碱耐腐蚀,所以不与强酸、强碱反应,故D 错误;因此,本题正确答案是:D ;(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅,制备粗硅发生置换反应, 2C +SiO 2===高温2CO↑+Si ; ②4SiCl 水解生成硅酸和氯化氢,反应的方程式为: SiCl 4+3H 2O===H 2SiO 3↓+4HCl ,因此,本题正确答案是: SiCl 4+3H 2O===H 2SiO 3↓+4HCl ;③利用沸点的不同提纯4SiCl 属于蒸馏,4SiCl (沸点57.6℃)中含有少量3 SiHCl (沸点33℃)和3FeCl (离子化合物沸点很高),22SiH Cl (沸点8.2℃)、3SiH Cl (沸点-30.4℃)、因为沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,因此,本题正确答案是:精馏(或蒸馏)。