必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料课时训练

这是一份必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料课时训练，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．将足量的CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是
A．硅酸钠溶液B．石灰水C．氯化钡溶液D．氯化钙溶液
2．下列关于硅酸盐产品的说法正确的是( )
A．玻璃、水泥属于硅酸盐产品，陶瓷不属于硅酸盐产品
B．普通玻璃的组成可表示为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2
C．生产水泥的主要原料是纯碱、石灰石和石英
D．生产玻璃的主要原料是黏土、石灰石
3．化学与科技、生活密切相关。下列叙述中正确的是
A．泰国银饰和土耳其彩瓷是“一带一路”沿线国家的特色产品，其主要成分均为金属材料
B．从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此是电解质
C．中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
D．杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅单质
4．诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是（ ）
A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸
B．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到2.8g硅
C．6g的二氧化硅中含有0.2ml的共价键
D．二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应
5．下列说法正确的是
A．SiO2既可以和NaOH溶液反应，也可以和HF溶液反应，所以SiO2是两性氧化物
B．新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
C．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池
D．陶瓷的烧制不涉及化学变化
6．下列说法不正确的是
A．金属钠与水反应剧烈，反应后溶液呈碱性
B．铁与水蒸气在高温下反应生成磁性氧化铁
C．硫能与铜加热条件下反应生成黑色硫化铜
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料制得
7．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
8．下列有关硅及其化合物的说法不正确的是（ ）
A．石灰石是工业制备普通玻璃和普通水泥的共同原料
B．盛放NaOH溶液不能用带玻璃塞的玻璃瓶
C．SiO2和CO2都是酸性氧化物，既能与水反应，又能与NaOH溶液反应
D．除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸后过滤
9．下列说法正确的是
A．和是2种核素，它们互称为同素异形体
B．用带玻璃塞的试剂瓶盛放溶液
C．单质硅可用于制作太阳能电池
D．不溶于水也不溶于任何酸
10．将2.3gNa与2.8gSi加入15mL水中，完全反应后生成氢气的体积（标准状况）是 （ ）
A．5.6LB．3.36LC．2.24LD．1.12L
二、填空题
11．在一定条件下，利用置换反应X+Y=W+Z，可实现物质之间的转化
(1)若X为Mg，W为C，则Z为 。
(2)若X为SiO2，W为CO，该反应在工业的用途是 。
12．按要求填空
（1）检验SO42－所需要用的试剂 。
（2）三硅酸镁（Mg2Si3O8·11H2O）用氧化物表示 。
（3）除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3杂质相应的离子方程式为 。
（4）用氨气检验氯气泄漏的方程式： 。
（5）请配平以下化学方程式：
Al＋ NaNO3＋ NaOH= NaAlO2＋ N2↑＋ H2O
若反应过程中转移 5 ml 电子，则生成标准状况下 N2 的体积为 L。
13．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图所示：
石英砂粗硅 SiCl4 粗 SiCl4 精 Si(NH2)4 氮化硅
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)在反应⑤中，3 ml Si(NH2)4在高温下加热可得1 ml 氮化硅粉末和8 ml A气体，则氮化硅的化学式为 。
(4)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： 。
14．用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,反应如下:3SiCl4 +2N2 +6H2Si3N4 +12HCl。
完成下列填空:
(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件,因为它属于 晶体。有关氮化硅的上述反应中,原子最外层只有一个未成对电子的元素是 (填写元素符号);属于非极性分子的化合物的电子式是 。
(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是 。
a.比较两种元素的气态氢化物的沸点
b.比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小
c.比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱
(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质,因为 (简述理由),写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式: 。
15．请回答下列问题：
（1）根据题意选择以下四种物质的字母序号填空
A：Si B：Na2SiO3 C：Ca(ClO)2 D：KAl(SO4)2·12H2O
①漂白粉的有效成分是 。
②可用于制备硅胶和木材防火剂的是 。
③可用于制计算机芯片的是 。
④可用于作净水剂的是 。
（2）8.4gNaHCO3正好与20mL盐酸完全反应。此盐酸的物质的量浓度是 ，产生的CO2在标准状况下的体积是 L。
（3）高铁酸钠(Na2FeO4)(铁为+6价)是一种新型的净水剂，可以通过下述反应制取：2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
①请用“单线桥”标明该反应电子转移的方向与数目 。
②该反应中氧化剂是 ；当有1mlNa2FeO4生成，转移的电子有 ml。
16．新的课程理念要求普及科学知识，提高公民素养，让知识走进社会、走进生活，充分体现化学的社会价值，下面是两则生活中的化学知识，请按要求作答：
(1)硅及其化合物在无机非金属材料中一直扮演着主要的角色，则：
①有下列物品或设备：
a.陶瓷餐具 b.门窗玻璃 c.硅太阳能电池 d.水晶镜片
e.计算机芯片 f.石英光导纤维
用到硅单质的是 (填字母标号，下同)。
所用材料为SiO2或要用到SiO2的是 。
所用材料为硅酸盐的是 。
②赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是 。
A．盐酸 B．氢氟酸 C．烧碱 D．纯碱
(2)病人输液用的葡萄糖注射液是葡萄糖(化学式C6H12O6)的水溶液，其标签上的部分内容如图所示，利用标签所提供的信息，回答下列问题：
①该注射液中葡萄糖的摩尔质量为：
②该注射液中葡萄糖的物质的量浓度为：
③如果要配制一定物质的量浓度的葡萄糖溶液250mL，所需仪器除了托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还缺少的仪器是
17．
(1)某建筑材料，主要成分铝硅酸盐，化学式MgAl2H4Si4O14，化学式改写成氧化物形式为 。则材料该与足量的氢氧化钠反应后过滤，滤渣主要是 ．写出该过程中发生的离子方程式 、 。
(2)检验CO2中是否混有SO2可将气体通过盛有 的洗气瓶．
(3)鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可选用 （填序号）．
①NaOH ②Ca(OH)2 ③BaCl2 ④K2SO4 ⑤Ca(NO3)2
(4)某溶液中有NH4+，Mg2+，Fe2+，Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，加热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是 ．
A．NH B．Mg2+ C．Fe2+ D．Al3+
(5)6.4gCu与过量硝酸（60mL 8ml/L）充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+为n ml，NO、NO2混合气体的物质的量为 。
18．回答下列问题：
(1)写出生石膏的化学式： ，写出生产水泥和玻璃共同用到的原料名称是 ，画出N2的电子式 。
(2)①写出工业上焦炭还原石英砂的化学方程式： 。
②写出浓硫酸和C反应的化学方程式： 。
③写出浓硝酸溶液与Cu反应的离子方程式： 。
19．无机非金属材料与人类社会的发展与进步息息相关，硅元素更是无机非金属材料的主角，地壳质量的90%以上是二氧化硅和硅酸盐。回答下列问题：
(1)烧制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂，它们在玻璃窑中发生化学变化生成CaSiO3和Na2SiO3的化学方程式为 、 。
(2)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后，进一步脱水处理可得到硅胶，请设计实验验证水玻璃与盐酸反应产生少量硅酸时，形成的分散系属于胶体： (写出实验操作、现象和结论)。
(3)制备陶瓷和普通水泥都需要以黏土为原料，黏土的主要成分是铝硅酸盐。某种黏土的主要成分为Al2Si2O5(OH)4，将其表示为氧化物的形式为xAl2O3·ySiO2·zH2O，则x：y：z= 。
(4)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3高纯度单晶硅
①写出SiO2转化为Si(粗)的化学方程式： 。
②SiHCl3被H2还原为Si(纯)的基本反应类型为 。
③写出高纯度单晶硅在信息技术或新能源技术等领域的应用： (任写一种)。
20．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:计算机芯片的主要成分是 ；光导纤维的主要成分是 ；过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，其与CO2反应的化学方程式为 ；红热的铁跟水蒸气反应，反应的化学方程式为 ；工业上用氢气和氮气直接合成氨，反应的化学方程式为 。
三、判断题
21．氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷均为新型无机非金属材料。( )
22．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2。( )
23．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土。(_______)
24．火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料。(_____)
25．石墨烯和石墨由同种元素组成，但它们的物理性质差异较大。(_______)
四、解答题
26．三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为 ；判断制备反应结束的实验现象是 。图示装置存在的两处缺陷是 。
(2)采用如下方法测定溶有少量的SiHCl3纯度。
m1g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：① ，② (填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为 (填标号)。测得样品纯度为 (用含m1、m2的代数式表示)。
27．随着原子序数的递增，A～G七种短周期主族元素的最高正价或最低负价与原子序数的关系如图所示。
(1)在A、B、F、G四种元素中，非金属性最弱的元素在周期表中的位置为 。
(2)元素A、F和G的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序为 ，若用下图装置验证三者酸性强弱，则分液漏斗中所盛放的试剂为 ，装置B中观察到的现象为 。(已知硅酸为白色胶状沉淀，B中为溶液)
(3)元素E的最高价氧化物的水化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。
(4)元素C与D按原子个数比1:1形成的化合物中所含的化学键类型有 。
28．某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计可如下系列实验。
(1)将钠、钾、镁、铝各1 ml分别投入到足量的0.1 ml·L－1的盐酸中，写出与盐酸反应最慢的金属发生反应的离子方程式 。
(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由： 。
Ⅱ、利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)实验室中提供药品Na2S、MnO2、浓盐酸、KMnO4 ，若要证明非金属性Cl>S；装置A、B、C中所装药品分别为 ，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为 。
(4)若要证明非金属性：C>Si，则A中加 、B中加Na2CO3、C中加Na2SiO3，则观察装置C中的实验现象为有白色沉淀生成。离子方程式为 。假设所通气体是过量的）。
化学性质
实际应用
A
铁常温下遇浓硫酸钝化
用铁桶装浓硫酸
B
铁比铜金属性强
FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
C
次氯酸盐溶液与CO2反应
漂白粉漂白织物
D
HF与SiO2反应
氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
参考答案：
1．A
【详解】A．过量二氧化碳通入硅酸钠溶液中生成硅酸沉淀，，故A符合；
B．过量二氧化碳通入石灰水生成碳酸氢钙溶液，无沉淀生成，故B不符；
C．二氧化碳通入氯化钡溶液不反应，故C不符；
D．二氧化碳通入氯化钙溶液不反应，故D不符；
故选A。
2．B
【详解】A项、陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐，属于传统的硅酸盐材料，故A错误；
B项、普通玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，组成可表示为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2，故B正确；
C项、生产水泥的主要原料是黏土、石灰石，故C错误；
D项、生产玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，故D错误；
故选B。
【点睛】硅酸盐工业是以含硅元素物质为原料通过高温加热发生复杂的物理、化学变化制得，相应生成物是硅酸盐，含有硅酸根离子的盐属于硅酸盐。
3．D
【详解】A．彩瓷属于陶瓷，是无机非金属材料，不是金属材料，故A错误；
B．石墨是单质，不是电解质，故B错误；
C．碳化硅是无机物，是一种新型的无机非金属材料，故C错误；
D．芯片的主要成分为硅单质，故D正确；
故选：D。
4．D
【详解】A．二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；
B．SiO2+2CSi+2CO↑，可知当生成标准状况下2.24L气体即0.1ml气体时，得到0.05ml即1.4gSi，故B错误；
C．6gSiO2为0.1ml，含有0.4ml硅氧键，故C错误；
D．碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故D正确；
答案选D。
【点睛】高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，这是二氧化硅的特性。
5．B
【详解】A. SiO2可以和NaOH在溶液中反应产生盐Na2SiO3和H2O，而与HF反应产生SiF4和H2O，其中SiF4不属于盐，所以SiO2不是两性氧化物，而属于酸性氧化物，A错误；
B. 新型陶瓷碳化硅(SiC)中的C、Si原子之间以共价键结合形成立体网状结构，断裂消耗很高能量，因此物质的熔沸点高，硬度大，碳化硅可作耐高温结构材料，B正确；
C. 晶体硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能转化为化学能，C错误；
D. 烧制陶瓷的主要原料是黏土，陶瓷的成分为二氧化硅、氧化铝等，在陶瓷烧制过程有新物质产生，涉及化学变化，D错误；
故合理选项是B。
6．C
【详解】A．金属钠与水反应剧烈，反应生成氢氧化钠和氢气，溶液呈碱性，故A正确；
B．铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁俗称磁性氧化铁，故B正确；
C．硫的氧化性较弱，能与铜加热条件下反应生成硫化亚铜，故C错误；
D．普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，在玻璃熔炉中高温熔炼制得，故D正确。
故选C。
7．B
【详解】A.金属铁和铝与冷的浓硫酸和浓硝酸会发生钝化，表面形成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，所以可使用铁质容器或铝制容器盛装浓硫酸和浓硝酸，故A正确；
B. FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，是由于Fe3+的氧化性强，故B错误；
C.次氯酸盐溶液与CO2反应生成HClO，HClO具有漂白性，可漂白织物，故C正确；
D.SiO2可以与HF反应，所以可以用HF雕刻玻璃，故D正确；
故选B。
8．C
【详解】A. 水泥和玻璃都是硅酸盐产品，水泥的主要原料是石灰石、黏土等；玻璃的主要原料是石灰石、纯碱、石英等，故A正确；
B. NaOH能够与二氧化硅反应生成硅酸钠，硅酸钠具有粘性使得玻璃塞与瓶身粘结，故B正确；
C. SiO2不能与水反应，故C错误；
D. SiO2不溶于稀盐酸，可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3，反应方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，然后再过滤，故D正确。
故选C。
9．C
【详解】A．和是2种核素，它们互称为同位素，A错误；
B．玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，所以不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放溶液，应该用橡皮塞，B错误；
C．硅是半导体，可以导电，单质硅可用于制作太阳能电池，C正确；
D．不溶于水，但可以溶于氢氟酸，D错误；
答案选C。
10．B
【详解】将2.3gNa与2.8gSi加入15mL水中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应生成的氢氧化钠溶液与硅反应生成硅酸钠和氢气，反应的化学方程式分别为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、Si+2NaOH+2H2O═Na2SiO3+2H2↑，2.3g钠的物质的量为=0.1ml，由方程式可知0.1ml钠与水反应生成0.1ml氢氧化钠和0.05ml氢气，2.8g硅的的物质的量为=0.1ml，由方程式可知，0.1ml硅过量，氢氧化钠完全反应，0.1ml氢氧化钠与硅反应放出氢气的物质的量为0.1ml，则标准状况下，生成氢气的体积为(0.05ml+0.1ml)×22.4L/ml=3.36L，故选B。
11． MgO 制备粗硅
【详解】(1)由于Mg的还原性很强，可以在CO2中燃烧生成“一黑一白”两种产物即碳单质和MgO，此题考查的正是Mg的这个性质；所以Z为MgO；
(2)工业制粗硅涉及的反应是SiO2与C高温下生成CO和Si单质的反应，此题考查的正是SiO2的这条性质；所以该反应在工业上的用途即制备粗硅。
12． HCl、BaCl2 2MgO·3 SiO2·11H2O CO2 + H2O + CO32-=2HCO3- 8NH3 + 3Cl2 = 6NH4Cl + N2 10 6 4 10 3 2 11.2
【分析】（1）检验溶液中是否含有SO42-离子，可以先用盐酸酸化，然后用BaCl2溶液进行检验；
（2）先写金属氧化物，然后是SiO2，最后是H2O；
（3）Na2CO3可与CO2反应生成NaHCO3而除去；
（4）氨气和氯气反应生成的NH4Cl是白色的固体小颗粒，会在空气中形成白烟，所以当看到白色烟时，就说明氯气泄漏了；
（5）反应Al+NaNO3+NaOH→H2O+N2↑+NaAlO2中，Al元素化合价由0价升高到+3价，被氧化，为还原剂，N元素化合价由+5价降低到0价，被还原，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，表现为化合价升降总数相同。
【详解】（1）检验溶液中是否含有SO42-离子，可以先用盐酸酸化，然后用BaCl2溶液进行检验，故答案为：HCl、BaCl2；
（2）先写金属氧化物，然后是SiO2，最后是H2O，故三硅酸镁（Mg2Si3O8·11H2O）用氧化物表示为：2MgO·3 SiO2·11H2O；
（3）Na2CO3可与CO2反应生成NaHCO3而除去，反应的离子方程式为CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，故答案为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-；
（4）氨气和氯气反应生成的NH4Cl是白色的固体小颗粒，会在空气中形成白烟，所以当看到白色烟时，就说明氯气泄漏了，反应方程式为：8NH3 + 3Cl2 = 6NH4Cl+ N2；
（5）反应Al+NaNO3+NaOH→H2O+N2↑+NaAlO2中，Al元素化合价由0价升高到+3价，被氧化，为还原剂，N元素化合价由+5价降低到0价，被还原，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，表现为化合价升降总数相同，则配平后的方程式为：10A1+6NaNO3+4NaOH=2H2O+3N2↑+10NaA1O2；N元素化合价由+5价降低到0价，转移5ml电子，则生成0.5mlN2，标准状况下体积为0.5ml×22.4L/ml=11.2L。
【点睛】第（5）配平注意：从元素化合价的角度认识相关概念和相关计算，反应Al+NaNO3+NaOH→H2O+N2↑+NaAlO2中，Al元素化合价由0价升高到+3价，被氧化，为还原剂，N元素化合价由+5价降低到0价，被还原，NaNO3为氧化剂，氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等，表现为化合价升降总数相同。
13．(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
(2)①②
(3)Si3N4
(4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
【分析】石英砂在高温下被焦炭还原为粗硅，粗硅与氯气反应得到粗SiCl4，粗SiCl4精馏后得到精SiCl4，精SiCl4与氨气反应得到Si(NH2)4，Si(NH2)4高温下反应得到氮化硅和氨气。
【详解】（1）石英砂不能与碱性物质共同存放的原因是SiO2与碱性物质可以发生反应，方程式为：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
（2）反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应，故属于氧化还原反应的为：①②；
（3）根据原子守恒，反应⑤发生的反应为，故氮化硅的化学式为Si3N4，气体A为NH3；
（4）气体A为NH3，则B、C为氢气、氮气，根据题意发生的化学反应为：3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。
14． 原子 H、Cl b 处在金属与非金属的分界线上 Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑
【详解】（1）氮化硅是一种新型的无机非金属材料，耐高温，属于原子晶体；H、N、Si、Cl四种原子的最外层电子构型分别为1s1、2s22p3、3s23p2、3s23p5，最外层未成对电子数分别为1、3、2、1，所以原子最外层只有一个未成对电子的元素是H和Cl；SiCl4为非极性分子，其电子式为：。
（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力及氢键有关，与非金属性无关，a错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越大，b正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越大，而不是指氢化物的酸性，c错误，故可以比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是答案b。
（3）Si、 Al、Be三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；
Si与强碱溶液反应的离子反应方程式为：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑。
15． C B A D 5ml/L 2.24 NaClO 3
【分析】（1）.物质的化学性质或物理性质会决定物质相应的用途，解答此题需要识记物质相应的性质。
（2）.已知NaHCO3的质量，可求得其物质的量，又NaHCO3与20mL盐酸完全反应了，再根据碳酸氢钠与盐酸反应方程式解答此题。
（3）.由制取高铁酸钠反应方程式可知此反应为氧化还原过程，其中Fe(OH)3为还原剂在反应中Fe失去电子化合价升高。NaClO为氧化剂，Cl得到电子。
【详解】（1）.①漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，通过反应产生次氯酸，从而使漂白粉具备杀菌消毒作用，答案选C。
②硅胶是一种硅酸凝胶，可由Na2SiO3加酸制取，同时Na2SiO3不燃不爆性质稳定，可作为防火剂，答案选B。
③Si属于半导体材料，计算芯片由硅晶圆制得，答案选A。
④KAl(SO4)2·12H2O溶于水，其中Al3+可水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体吸附水中杂质而聚沉，从而起到净水作用，答案选D。
（2）.根据分析，先计算出n(NaHCO3) =8.4g/(23+1+12+48)g.ml-1 =0.1ml，NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 ↑+H2O此过程完全反应，则由该方程计算得n(HCl) =0.1ml，从而c(HCl) =0.1ml/0.02L =5ml/L。产生n(CO2) =0.1ml，标况下得V(CO2) =0.1ml ×22.4L/ml =2.24L。故答案为5ml/L，2.24。
（3）.①根据分析，电子转移方向为Fe(OH)3→ NaClO，转移6e-。答案为。
②由分析可知，氧化剂为NaClO，反应过程Fe的化合价+3→+6，则生成1mlNa2FeO4转移电子数为3ml。答案为NaClO，3。
16．(1) ce bdf a B
(2) 180g/ml 0.3ml/L 250ml容量瓶
【详解】（1）①硅为良好的半导体材料，可用于制太阳能电池、计算机芯片；所用材料为SiO2或要用到SiO2的是：门窗玻璃(原料有二氧化硅、成分含有二氧化硅)、水晶镜片、石英光导纤维；所用材料为硅酸盐的是陶瓷餐具。
因此用到硅单质的是ce；
所用材料为SiO2或要用到SiO2的是bdf；
所用材料为硅酸盐的是a；
②氢氟酸与玻璃中的SiO2会发生反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，因此可用于雕刻赏心悦目的雕花玻璃的是氢氟酸，故合理选项是B。
（2）①当摩尔质量以g/ml为单位时，数值上等于该物质的相对分子质量，葡萄糖相对分子质量是180，所以葡萄糖的摩尔质量是180g/ml；
②根据n=可计算葡萄糖的物质的量n==0.15ml，再由c==0.3ml/L；
③根据准确配制一定物质的量浓度的溶液需要使用的仪器，可知如果要配制一定物质的量浓度的葡萄糖溶液250mL，所需仪器除了托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还缺少的仪器是250mL的容量瓶。
17．(1) MgO·Al2O3·4SiO2·2H2O MgO SiO2＋2OH－=SiO＋H2O Al2O3＋2OH－=2AlO＋H2O
(2)品红溶液
(3)③⑤
(4)AC
(5)(0.28－n)ml
【详解】（1）硅酸盐改写成氧化物，顺序是金属氧化物、二氧化硅、水，如果有多种金属氧化物，按照金属活动顺序表书写；原子个数跟硅酸盐的组成一样，因此MgAl2H4Si4O14的氧化物形式为：MgO·Al2O3·4SiO2·2H2O；Al2O3是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，都可以跟NaOH溶液反应，而MgO是碱性氧化物，不与NaOH溶液反应，因此滤渣主要是MgO，反生的离子反应方程式：SiO2＋2OH－=SiO＋H2O，Al2O3＋2OH－=2AlO＋H2O。
（2）利用SO2的漂白性可以使品红溶液褪色，而CO2不行，也可以用H2S溶液，SO2与H2S反应生成沉淀，而CO2不行，也可以用酸性该锰酸钾，SO2使酸性高锰酸钾褪色，而CO2不行。
（3）①NaHCO3与NaOH反应无现象，不知发生反应，不符合题意；
②Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3都反应生成沉淀，不符合题意；
③Ba2＋＋=BaCO3↓，与NaHCO3不反应，符合题意；
④都不反应，不符合题意；
⑤Ca2＋＋=CaCO3↓，与NaHCO3不反应，符合题意；
故选③⑤。
（4）A．NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH会减少，符合题意；
B．Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O，Mg2＋不会减少，不符合题意；
C．Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3＋3H+=Fe3+＋3H2O，Fe2＋会减少，符合题意；
D．Al3＋＋4OH－=＋2H2O，＋4H＋=Al3＋＋2H2O，Al3＋不会减少，不符合题意；
故选AC。
（5）根据N元素守恒：n(HNO3)总=2n(Cu(NO3)2)＋n(NO、NO2)＋n(HNO3)剩余，n(NO、NO2)=(0.28-n)ml。
18．(1) CaSO4∙2H2O 石灰石
(2)
【解析】（1）
生石膏的化学式为CaSO4∙2H2O；生产水泥的原料是黏土和石灰石，生产玻璃的原料是碳酸钠、石灰石、石英砂，共同用到的原料名称是石灰石；N2的电子式为。
（2）
①工业上焦炭还原石英砂的化学方程式为。
②写出浓硫酸和C反应的化学方程式为。
③浓硝酸溶液与Cu反应的离子方程式为。
19．(1) Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(2)取一定量待测液于烧杯中，将烧杯置于暗处，用激光笔照射，液体中出现一条光亮的通路，证明此时的分散系属于胶体
(3)1：2：2
(4) SiO2+2C2CO↑+Si 置换反应 芯片或硅太阳能电池
【详解】（1）烧制普通玻璃的原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英砂(SiO2)，它们在玻璃窑中发生化学变化生成CaSiO3和Na2SiO3的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（2）可以用丁达尔效应来鉴别胶体，实验操作、现象和结论为：取一定量待测液于烧杯中，将烧杯置于暗处，用激光笔照射，液体中出现一条光亮的通路，证明此时的分散系属于胶体。
（3）某种黏土的主要成分为Al2Si2O5(OH)4，将其表示为氧化物的形式为Al2O3·2SiO2·2H2O，则x：y：z=1：2：2。
（4）①写出SiO2和C单质反应生成Si(粗)，化学方程式为：SiO2+2C2CO↑+Si；
②SiHCl3被H2还原为Si(纯)的方程式为：SiHCl3+H2Si +3HCl，该反应属于置换反应；
③高纯度单晶硅在信息技术或新能源技术等领域的应用：芯片或硅太阳能电池。
20． Si SiO2 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
【详解】计算机芯片是半导体，其主要成分是Si；光导纤维的主要成分是SiO2；过氧化钠能与CO2反应生成氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；红热的铁跟水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，其反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；合成氨反应的化学方程式为。
21．正确
【详解】氮化硅陶瓷和氮化铝陶瓷成分均为无机化合物，属于新型无机非金属材料，故正确。
22．错误
【详解】二氧化硅为立体网状结构，一个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4，故错误。
23．正确
【详解】陶瓷的主要原料为黏土，故答案为：正确。
24．错误
【详解】火炬“飞扬”使用的碳纤维是碳元素的单质，不是混合物，因此不属于有机高分子材料，故这种说法是错误的。
25．正确
【详解】“石墨烯是一种由碳原子构成的六角型二维碳纳米材料，具有超高硬度、强度和导热系数等特性”，和石墨相比，都是碳元素的单质，但结构不同物理性质差异较大，故正确。
26．(1) 检查装置气密性 当管式炉中没有固体剩余时 C、D之间没有干燥装置，没有处理氢气的装置
(2) 高温灼烧 冷却 AC
【分析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯甲硅烷和氢气，由于三氯甲硅烷沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置C中收集起来，氢气则通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体，据此分析回答。
【详解】（1）制备SiHCl3时，由于氯化氢、SiHCl3和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时候后，接通冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即硅粉完全反应，SiHCl3易水解，所以需要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置C中，另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气，需要在D后面加处理氢气的装置；
（2）m1g样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m2g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=，样品纯度为=。
27．(1)第三周期IVA族
(2) 稀H2SO4 产生白色胶状沉淀
(3)
(4)离子键、共价键
【分析】随着原子序数的递增，A～G七种短周期主族元素的最高正价或最低负价与原子序数的关系如图所示。A显+4价，则其最外层有4个电子，A为C元素；B显+5价，原子的最外层有5个电子，B为N元素；C显-2价，不显正价，则其为O元素；D显+1价，其最外层有1个电子，为Na元素；E显+3价，为Al元素；F显+4价，为Si元素；G显+6价，为S元素。从而得出A、B、C、D、E、F、G分别为C、N、O、Na、Al、Si、S。
【详解】（1）A、B、F、G分别为C、N、Si、S，在C、N、Si、S四种元素中，非金属性最弱的元素为Si，在周期表中的位置为第三周期IVA族。
（2）元素A、F和G分别为C、Si、S，它们的非金属性S＞C＞Si，则其最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序为，若用下图装置验证三者酸性强弱，则两装置内的反应可以为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑，Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓，则分液漏斗中所盛放的试剂为稀H2SO4，装置B中观察到的现象为：产生白色胶状沉淀。
（3）元素E的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]，离子方程式是。
（4）元素C与D按原子个数比1:1形成的化合物为Na2O2，电子式为，所含的化学键类型有离子键、共价键。
【点睛】A装置中，锥形瓶内的固体不能是CaCO3。
28．(1)2Al+6H＋=2Al3＋+3H2↑
(2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3•H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物
(3) 浓盐酸、KMnO4、Na2S S2－+Cl2 =S↓+2Cl－
(4) 硫酸或H2SO4 +2CO2 +2H2O = H2SiO3↓+2HCO3
【详解】（1）根据金属活动性顺序，钠、钾、镁、铝由强到弱为：K > Na > Mg > Al，所以与盐酸反应最剧烈的是钾，与盐酸反应最慢的是铝，铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H＋=2Al3＋+3H2↑。
（2）利用碱性比较元素的金属性强弱时，一定要用金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，因为NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物，所以根据NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而验证Na的金属性大于N的设计不合理。
（3）若要证明非金属性Cl>S；首先制备氯气，用高锰酸钾溶液与浓盐酸反应制备氯气，利用Cl2能与Na2S反应置换出S，可证明Cl元素的非金属性大于S元素的非金属性，则装置A、B、C中所装药品分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S；装置C中发生的反应是Cl2与Na2S的置换反应，所以离子方程式为S2－+Cl2 =S↓+2Cl－。
（4）若要证明非金属性：C>Si，则用A与B反应制取CO2，CO2与硅酸盐溶液反应生成硅酸，可证明非金属性：C>Si，所以A应加入难挥发的硫酸，C中应加入可溶的Na2SiO3溶液，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，所以的离子方程式为+2CO2 +2H2O = H2SiO3↓+2HCO3-。