【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优练习题附详细答案一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）1．下列说法中正确的是A ．水玻璃和石英的主要成分都是SiO 2B ．Si 、SiO 2和SiO 32-等均可与NaOH 溶液反应C ．二氧化硅属于酸性氧化物，不溶于任何酸D ．高岭石[Al 2(Si 2O 5)(OH)4]可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．水玻璃的主要成分是硅酸钠，石英的主要成分是SiO 2，故A 错误；B ．Si 、SiO 2均可与NaOH 溶液反应，但SiO 32-不能与NaOH 溶液反应，故B 错误；C ．二氧化硅属于酸性氧化物，二氧化硅能溶于氢氟酸，故C 错误；D ．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序为：较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水，则高岭石[Al 2(Si 2O 5)(OH)4]可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，故D 正确；答案选D 。
2．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A ．Fe 2Cl 点燃−−−→FeCl 2NaOH(aq)−−−−→Fe(OH)2B ．H 2SiO 3Δ−−→SiO 2盐酸−−−−−→ SiCl 4C ．浓盐酸二氧化锰Δ−−−−→Cl 2石灰乳−−−−−→漂白粉D ．NH 32O催化剂，Δ−−−−−−→NO 水−−−−→H NO 3【答案】C【解析】【分析】【详解】 A ．氯气具有强氧化性，与铁反应生成三氯化铁，不能一步反应生成氯化亚铁，故A 错误；B ．硅酸受热分解生成二氧化硅，二氧化硅与HCl 不反应，不能转化为SiCl 4，故B 错误；C ．二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，氯气与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙，可以制得漂白粉，物质间转化均能实现，故C 正确；D .氨催化氧化生成NO ，NO 与水不反应，不能转化为硝酸，故D 错误；故选C 。
3．《青花瓷》冲所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但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(BaCuSi 2O x ，铜为十2价)，下列有关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·2SiO 2B ．易溶解于强酸和强碱C ．性质稳定.不易脱色D ．x=6【答案】B【解析】【分析】【详解】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BaO•CuO•2SiO 2，故A 正确；B. 硅酸铜钡能稳定存在，说明不易溶解于强酸和强碱，故B 错误；C. 《青花瓷》能长期不褪色，说明硅酸铜钡性质稳定不易脱色，故C 正确；D. 硅酸铜钡中Ba 为+2价、Cu 为+2价、Si 为+4价、O 为-2价，根据化合价代数和等于0，可知x=6，故D 正确；选B 。
4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是A ．CO 2溶于水形成碳酸，SiO 2难溶于水B ．CO 2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C ．高温下SiO 2与碳酸盐反应生成CO 2D ．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀【答案】B【解析】【分析】【详解】A ．酸性氧化物与对应酸的酸性强弱没有关系，则无法比较酸性，故A 错误；B ．因往硅酸盐溶液通入二氧化碳，可以看到溶液变浑浊，是因为生成了难溶的硅酸沉淀，反应方程式是：Na 2SiO 3+H 2O+CO 2=Na 2CO 3+H 2SiO 3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B 正确；C ．比较强酸制取弱酸时在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能得到酸性强弱的结论，故C 错误；D ．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸或硅酸强，但无法确定碳酸与硅酸的酸性的强弱，故D 错误；故答案为B 。
5．工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石．在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式为：Na 2CO 3+SiO 2 −−−→高温Na 2SiO 3+CO 2↑；CaCO 3+SiO 2 −−−→高温CaSiO 3+CO 2↑(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为________，则原料中SiO2、Na2CO3、CaCO3的物质的量之比为_________________________。
(2)在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式___________________，有_____________种不同类型的晶体（填数字）(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径___________(填“大”或“小”)，该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)在上述普通玻璃的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
【答案】Na2O·CaO·6SiO2 6：1：1 3 大 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O4 2【解析】【分析】根据普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。
【详解】(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为Na2O·CaO·6SiO2，根据原子守恒，原料中SiO2、Na2CO3~Na2O、CaCO3~CaO，所以物质的量之比为6：1：1，故答案：Na2O·CaO·6SiO2；6：1：1；(2)根据Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，反应物和生成物中，Na2CO3、Na2SiO3、CaCO3、CaSiO3是离子化合物，属于离子晶体；SiO2是共价化合物，属于原子晶体；CO2属于分子晶体，且属于非极性分子，其电子式，有3种不同类型的晶体，故答案：；3；(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素为钠，钠离子半径比铝离子半径大，钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al(OH)3，他们之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案：大；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；(4)由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中，与铝元素同周期的另一元素为Si，核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子，故答案：4；2。
6．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。
由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：_____________________。
(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_______________________。
(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。
SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________。
(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为________________。
(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。
写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式______________________。
【答案】SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O ①② SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓ Si3N4 3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl【解析】【分析】根据题中反应流程可知，石英砂在高温下被碳还原得到粗硅，粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅，精馏后得到较纯的四氯化硅，四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅，四氨基硅高温下生成氮化硅，据此解答。
【详解】（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；（2）①石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；③四氯化硅精馏属于物理变化；④四氯化硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应；⑤Si(NH2)4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应；答案为①②；（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，说明有氯化氢产生，反应的方程式为SiCl4＋3H2O＝4HCl↑＋H2SiO3↓；（4）3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，结合原子守恒判断A是氨气，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑，所以氮化硅的化学式为Si3N4；（5）A是氨气，则B和C是氮气和氢气，则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式为3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。
7．A、B、C、D、E五种物质之间的相互转换关系如图所示。
已知：A为单质，可用于制造计算机芯片，E为无色有毒气体。
回答下列问题：（1）B在物质分类上属于___(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
（2）反应①的化学方程式为___。
（3）反应②的化学方程式为___。
（4）在D的溶液中通入过量CO2气体的离子方程式为___。
【答案】酸性氧化物 SiO2+2C 高温Si+2CO↑ SiO2+CaO高温CaSiO3 SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓【解析】【分析】A为单质，可用于制造计算机芯片，则A为Si，E为无色有毒气体，结合转化关系可知，B 为SiO2，SiO2与碳反应生成Si、CO，所以E为CO；SiO2与CaO反应生成C为CaSiO3；SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和水。
据此解答。
【详解】（1）B为SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；（2）反应①是SiO2与C反应生成Si、CO，其化学反应方程式为：SiO2+2C 高温Si+2CO↑，故答案为：SiO2+2C 高温Si+2CO↑；（3）反应②是SiO2与CaO反应生成CaSiO3，其化学反应方程式为：SiO2+CaO 高温CaSiO3，故答案为：SiO2+CaO高温CaSiO3；（4）D为Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO2＝2NaHCO3+H2SiO3↓，其离子方程式为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓，故答案为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓。