化学必修 第二册第三节 无机非金属材料习题
展开一、单选题
1.《厉害了,我的国》“中国名片”中航天、军事天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是
A.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
B.“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机金属材料
C.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D.“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板是将太阳能转化为化学能再转化为电能
2.含硅元素的物质有很多用途,下列说法不正确的是
A.水玻璃是硅酸钠的水溶液,可用作木材防火剂的原料
B.玛瑙的主要成分是SiO2
C.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4],若以氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
D.光导纤维主要成份为Si
3.下列叙述不正确的是
A.工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅
B.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气做保护气
C.与HCl气体反应生成不属于氮的固定
D.有毒,不能做食品添加剂
4.下列说法正确的是
A.光导纤维的主要成分是硅
B.常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃
C.制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英
D.实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液
5.下列各项操作中,会出现“先沉淀后溶解”现象的是( )
A.向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠至过量
B.向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体直至过量
C.向Na2SiO3溶液中通入氯化氢气体直至过量
D.向CaCl2溶液中通入CO2气体直至过量
6.下列关于二氧化碳的说法正确的是
A.CO2支持镁的燃烧
B.CO2的水溶液不能导电
C.干冰与SiO2都不能与酸反应
D.呼吸面具中CO2与Na2O2反应利用了CO2的氧化性
7.下列离子方程式不正确的是
A.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液:Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO+2H2O
B.Fe2O3溶于过量氢碘酸溶液中:Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O
C.二氧化硅和氢氧化钠溶液反应:SiO2+2OH-=SiO+H2O
D.向NH4HSO4稀溶液中逐滴加入Ba(OH)2稀溶液至SO刚好沉淀完全:Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O
8.下列物质的性质与用途之间的对应关系不正确的是
A.AB.BC.CD.D
9.下列由实验或已有知识得出的结论错误的是
A.SO2可用于杀菌、消毒,但不可用来加工食品
B.液氨汽化时要吸收大量热,因此氨常用作制冷剂
C.二氧化硅与水不反应,说明二氧化硅不是酸性氧化物
D.铝箔在酒精灯上加热铝熔化但不滴落,说明氧化铝的熔点高于铝的熔点
10.化学与生产、生活、科技息息相关,下列叙述错误的是
A.华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SC“麒麟980”手机芯片主要成分是二氧化硅
B.国产飞机C919用到氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C.减少燃煤的使用可减少二氧化硫的排放,减少酸雨的危害
D.铵盐具有受热易分解的性质,在储存铵态氮肥时,应密封包装并放在阴凉通风处
11.下列说法错误的是
A.生产玻璃和水泥的原料中均有石灰石
B.陶瓷由黏土高温烧制而成,主要成分是硅酸盐
C.耐高温的石英玻璃属于硅酸盐材料
D.在雷雨天,空气中N2和O2可反应生成NO
12.关于以下科技成果,下列说法正确的是()
A.AB.BC.CD.D
二、填空题
13.(1)写出氨的催化氧化化学方程式__。
(2)写出实验室制备NH3的化学方程式__。
(3)实验室盛放碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞,不能用玻璃塞,用化学方程式解释原因___。
(4)Cu与稀硝酸的化字万程式___。
14.超酸是一类比纯硫酸更强的酸,在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备HSbF6的反应如下:、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的初始实验装置如图(毛细管连通大气,减压时可吸入极少量空气,防止液体暴沸;夹持、加热及搅拌装置略):
相关性质如表:
回答下列问题:
(1)实验小组在由SbCl5制备HSbF6时,没有选择玻璃仪器,其原因为_______(写化学反应方程式)。
(2)为更好地理解超酸的强酸性,实验小组查阅相关资料了解到:弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质,如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为CH3COOH+H2SO4=[CH3C(OH)2]+[HSO4]-。以此类推,H2SO4与HSbF6之间的化学反应方程式为_______。
(3)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF6中,同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大小顺序为:甲基(—CH3)<亚甲基(—CH2—)<次甲基()。写出2-甲基丙烷与HSbF6反应的离子方程式_______。
三、实验题
15.下图是中学化学实验中出现频率较高的装置,它是由物质制备、生成物性质检验和尾气处理三部分组成。请你用中学化学常见试剂设计一个实验,通过乙中的反应和丙中的实验现象,得出三种物质性质递变的结论。试将试剂名称、丙中的实验现象及由此得出的实验结论填入下列空白处。
(1)所用试剂的名称:甲_______,乙_______,丙_______。
(2)丙中现象:_______。丙中反应的化学方程式:_______ 。
(3)实验结论:_______。
四、有机推断题
16.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示(部分产物已略去):
(1)写出F的电子式____________________________________。
(2)若A是一种常见的酸性氧化物,且可用于制造玻璃,E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体,则E溶液的俗称是___________________
(3)若A是CO2气体,A与B溶液能够反应,反应后所得的溶液再与盐酸反应,如图所示,则A与B溶液反应后溶液中的溶质化学式为______________________________。
(4)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是______________________________。
(5)若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E,E与F、E与D相遇均冒白烟,且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄漏,写出E与D反应的化学方程式是____________________________。
(6)若A是一种溶液,只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32-、SO42-中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为___________________________。
选项
性质
用途
A
Na2O2可与CO2反应放出氧气
制作呼吸面具
B
SiO2具有导电性
制作光导纤维和光电池
C
聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀
作酸碱通用滴定管的活塞
D
氢氧化铝有弱碱性
用于中和过多的胃酸
A.中国“人造太阳”
B.电磁炮成功装船
C.“鲲龙”两栖飞机
D.“墨子”通信卫星
利用氘和氚发生化学反应产生上亿度高温
电磁炮发射过程中电能转化为机械能
飞机大量使用熔点高、硬度大的铝锂合金
通讯中使用的光导纤维主要成分是单晶硅
物质
熔点
沸点
性质
SbCl3
73.4℃
220.3℃
极易水解
SbCl5
3.5℃
140℃分解79℃/2.9kPa
极易水解
参考答案:
1.C
【详解】A.钢铁是铁的一种合金,属于金属材料,不属于新型无机非金属材料,故A错误;
B.聚四氟乙烯板属于有机材料,不属于无机金属材料,故B错误;
C.高温结构陶瓷属于耐高温的新型无机非金属材料,故C正确;
D.太阳能电池板的主要材料是晶体硅,将太阳能转化为电能,故D错误;
答案选C。
2.D
【详解】A.水玻璃是硅酸钠(Na2SiO3)的水溶液,可用作木材防火剂的原料,故A正确;
B.玛瑙是熔融态二氧化硅快速冷却形成的,主要成分是SiO2,故B正确;
C.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4],高岭土是硅酸盐,可以写成氧化物的形式:Al2O3·2SiO2·2H2O,故C正确;
D.光导纤维主要成份为SiO2,故D错误;
故选D。
3.D
【详解】A.工业上常用焦炭还原石英砂制备粗硅,反应的化学方程式为2C+SiO2 Si+2CO↑,A正确;
B.氮气中氮氮三键键能大,氮气很稳定,难以与其它物质反应,常用作粮食、罐头、水果等的保护气,B正确;
C.将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定,NH3中为化合态的氮,故NH3与HCl反应生成NH4Cl不属于氮的固定,C正确;
D.二氧化硫可做食品添加剂,食品中添加适量二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,如在葡萄酒中常添加适量二氧化硫,D错误;
答案选D。
4.B
【详解】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅,A不正确;
B.氢氟酸能与二氧化硅反应,而玻璃中含有二氧化硅,则HF可用于雕刻玻璃,B正确;
C.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英砂,C不正确;
D.保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶,因为NaOH与玻璃的主要成分二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠,时间长了瓶塞会打不开,D不正确;
答案选B。
5.A
【详解】A. 氯化铝溶液中滴加氢氧化钠会先生成Al(OH)3沉淀,滴加氢氧化钠至过量,Al(OH)3会溶解反应产生NaAlO2,符合题意,故A选;
B. 向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体直至过量,会产生NaHCO3沉淀,因为NaHCO3溶解度低于Na2CO3而析出,不会继续溶解,不符合题意,故B不选;
C. Na2SiO3溶液中通入氯化氢气体产生H2SiO3沉淀,氯化氢气体加至过量,H2SiO3沉淀也不会溶解,不符合题意,故C不选;
D. 弱酸不能制强酸,CaCl2与CO2不反应,不符合题意,故D不选。
故答案选A。
6.A
【详解】A.Mg可以在CO2中燃烧,CO2+2MgC+2MgO,A正确;
B.CO2与H2O反应生成H2CO3,CO2+H2OH2CO3,H2CO3是弱电解质,水溶液可以导电,B错误;
C.SiO2可以与HF反应,SiO2+ 4HF=SiF4+2H2O,C错误;
D.CO2与Na2O2反应为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,CO2中C和O没有变价,该反应的氧化剂和还原剂均为Na2O2,D错误;
故选A。
7.D
【详解】A.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液,生成溶解度更小的氢氧化镁沉淀,同时碳酸氢根完全反应,离子方程式为Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO+2H2O,A正确;
B.Fe2O3溶于过量氢碘酸溶液中,铁离子将碘离子氧化为碘单质,离子方程式为Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O,B正确;
C.二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O,C正确;
D.向NH4HSO4稀溶液中逐滴加入Ba(OH)2稀溶液至SO刚好沉淀完全,NH4HSO4和Ba(OH)2按照1:1反应,所以铵根也可以反应,离子方程式为NH+Ba2++2OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O+NH3·H2O,D错误;
综上所述答案为D。
8.B
【详解】A.过氧化钠为固体,与二氧化碳发生氧化还原反应生成氧气,可用于制作呼吸面具,选项A正确;
B.二氧化硅对光具有良好的全反射作用,则用于制作光导纤维,而Si为半导体材料可作光电池材料,选项B错误;
C.聚四氟乙烯与酸、碱均不反应,可用作酸碱通用滴定管的活塞,选项C正确;
D.氢氧化铝能与盐酸反应生成盐和水,且其碱性较弱对人体无害,常用于中和过多的胃酸,选项D正确;
答案选B。
9.C
【详解】试题分析:A、二氧化硫有毒,不可用来加工食品,故A正确;B、氨气容易液化,液氨汽化吸收大量的热,氨可以用作制冷剂,故B正确;C、二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水,故二氧化硅属于酸性氧化物,故C错误;D、铝和氧气反应生成了氧化铝,氧化铝膜兜住熔化铝不滴落,说明氧化铝的熔点高于铝的熔点,故D正确;故选C。
考点:考查了元素及其化合物的性质和应用的相关知识。
10.A
【详解】A.芯片的成分是单质硅,不是二氧化硅,二氧化硅可用作光导纤维,选项A错误;
B.氮化硅陶瓷属于无机物,是新型无机非金属材料,选项B正确;
C.燃煤中含有硫,燃烧会产生二氧化硫,所以减少燃煤的使用能减少酸雨的危害,选项C正确;
D.铵盐具有受热易分解的性质,在储存铵态氮肥时,应密封包装并放在阴凉通风处,防止受热分解,选项D正确;
答案选A。
11.C
【详解】A.水泥的原料是粘土和石灰石,玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,所以原料中均有石灰石,故A正确;
B.陶瓷由黏土经高温烧结而成,其主要成分是硅酸盐,如硅酸钙、硅酸钠等,故B正确;
C.石英玻璃成分为二氧化硅,为氧化物,不是硅酸盐,故C错误;
D.放电条件下氮气和氧气发生氧化还原反应生成NO,反应方程式为N2+O2 2NO,故D正确;
故选:C。
12.B
【详解】A.人造太阳反生核聚变,不是化学反应,A项错误;
B.电磁炮利用强大的电磁力来加速弹丸,是将电能转化为机械能,B项正确;
C.合金的熔点会比纯金属的熔点低,故铝锂合金的熔点较低,C项错误;
D.光导纤维的主要成分为二氧化硅,D项错误;
答案选B。
13.
【详解】(1)氨气在催化剂作用下与氧气反应生成NO和H2O,化学方程式为:。
(2)实验室用氯化铵和碱石灰在加热的条件下制取氨气,反应方程式为:。
(3)玻璃中的二氧化硅是酸性氧化物,会与碱反应生成盐和水,化学方程式为:。
(4)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应化学方程式为:。
14.(1)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(2)H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-
(3)CH3CH(CH3)CH3+HSbF6=(CH3)3C++SbF+H2↑
【分析】干燥的氯气通过无水氯化钙进入三颈烧瓶中与SbCl3在80℃下反应生成SbCl5,反应完成后,关闭活塞a、打开活塞b,减压使三颈烧瓶中生成的SbCl5转移至双口烧瓶中,SbCl3、SbCl5极易水解,试剂X可防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,同时吸收氯气,防止污染空气。
(1)
由题意可知,由SbCl5制备HSbF6时,需用HF,而HF可与玻璃中的二氧化硅反应,因此不能选择玻璃仪器,反应的化学方程式为:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
(2)
根据已知反应可知,冰醋酸与纯硫酸反应时,纯硫酸给出的氢离子加在了冰醋酸的双键氧原子上形成了另一个羟基,由于纯硫酸的结构简式为:,故其与超酸HSbF6反应可生成,反应的化学方程式为:H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-。
(3)
2-甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,根据题目信息可知,CH3CH(CH3)CH3中上的氢参与反应,反应的离子方程式为:CH3CH(CH3)CH3+HSbF6=(CH3)3C++SbF+H2↑。
15.(1) 稀硫酸 纯碱(或亚硫酸钠等) 苯酚钠溶液(或硅酸钠溶液)
(2) 澄清溶液变浑浊 CO2 +H2O+C6H5ONa→C6H5OH+NaHCO3
(3)酸性:硫酸>碳酸(或亚硫酸)>苯酚(或硅酸)
【解析】略
16.(1)
(2)水玻璃
(3)NaHCO3、Na2CO3
(4)溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成,且不断地增加,随后沉淀逐渐溶解最终消失
(5)3Cl2+ 8NH3=N2+ 6NH4Cl
(6)c(H+)∶c(Al3+)∶c(NH4+)∶c(SO42-)=1∶1∶2∶3
【分析】C可在D中燃烧发出苍白色火焰,为氢气与氯气反应生成HCl,可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl,M是日常生活中不可缺少的调味品,由转化关系可知,M的溶液电解生成氢气、氯气与B,可推知M为NaCl、B为NaOH;
【详解】(1)HCl的电子式 ,答案: ;
(2)若A是一种常见的酸性氧化物,且可用于制造玻璃,则A为SiO2,E为Na2SiO3,与F溶液反应可以制备G为H2SiO3,E溶液的俗称是水玻璃,答案:水玻璃;
(3)曲线中,从0.1L~0.3L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,该阶段消耗盐酸为200mL,而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为100mL,小于200mL,所以溶液中的溶质成分NaHCO3、Na2CO3,答案:NaHCO3、Na2CO3;
(4)若A是一种常见金属单质,且与NaOH溶液能够反应,则A为Al,E为NaAlO2,则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中,先生成氢氧化铝,而后氢氧化铝溶解,故看到的现象为:溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成,且不断增加;然后又由多到少,最后消失,答案:溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成,且不断增加;然后又由多到少,最后消失;
(5)若A是一种化肥,实验室可用A和NaOH反应制取气体E,则E为NH3、A为铵盐,NH3与HCl、NH3与氯气相遇均冒白烟,且利用NH3与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄漏,则氨气与氯气反应生成氯化铵,同时生成氮气,反应方程式为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl,答案:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl;
(6)由图可知,开始加入NaOH没有沉淀和气体产生,则一定有H+,一定没有CO32-,后来有沉淀产生且最后消失,则一定没有Mg2+、Fe3+,一定含有Al3+;中间段沉淀的质量不变,应为NH4++OH-=NH3·H2O的反应,则含有NH4+,由电荷守恒可知一定含有SO42-,发生反应H++OH-=H2O,氢离子消耗NaOH溶液的体积为1积,发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积,发生反应NH4++OH-=NH3·H2O,铵根消耗氢氧化钠为2体积,则n(H+)∶n(Al3+)∶n(NH4+)=1∶1∶2,由电荷守恒可知,n(H+)∶n(Al3+)∶n(NH4+)∶n(SO42-)=1∶1∶2∶3,故c(H+)∶c(Al3+)∶c(NH4+)∶c(SO42-)=1∶1∶2∶3,答案:c(H+)∶c(Al3+)∶c(NH4+)∶c(SO42-)=1∶1∶2∶3。
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