内容正文:
课时冲关十二 无机非金属材料
学生用书 P403
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.(2025南宁市武鸣区高三开学考)中华民族文
明源远流长,众多珍贵文物折射出五千年璀璨
文明.下列文物的主要成分属于无机非金属材
料的是 ( )
文
物
选
项
A.西汉素
纱禅衣
B.清紫檀
雕花宝座
C.五羊
方尊
D.青玉交
龙钮玉玺
解析:D [A.西汉素纱禅衣主要成分为蛋白
质,属于天然有机高分子材料,A不符合题意;
B.清紫檀雕花宝座主要成分为纤维素,属于天
然有机高分子材料,B不符合题意;C.五羊方尊
主要成分为合金,属于金属材料,C不符合题
意;D.青玉交龙钮玉玺由玉雕刻而成,玉的主要
成分是硅酸盐,属 于 无 机 非 金 属 材 料,D符 合
题意.]
2.(2021全国乙卷)我国提出争取在2030年前
实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善
环境、实现绿色发展至关重要.“碳中和”是指
CO2 的排放总量和减少总量相当.下列措施中
能促进碳中和最直接有效的是 ( )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2 还原为甲醇
解析:D [A项,将重质油裂解为轻质油并不能
减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,
故A不符合题意;B项,大规模开采可燃冰作
为新能源,会增大二氧化碳的排放量,不符合碳
中和的要求,故B不符合题意;C项,通过清洁
煤技术减少煤燃烧污染,不能减少二氧化碳的
排放量,达不到碳中和的目的,故C不符合题
意;D项,研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,
可以减少二氧化碳的排放量,达到碳中和的目
的,故D符合题意.]
3.下列有关碳和碳的化合物的说法中,错误的是
( )
A.金刚石和石墨物理性质不同,是因为它们的
碳原子排列方式不同
B.一氧化碳、二氧化碳、葡萄糖都属于有机物
C.木炭、一氧化碳在一定条件下都能与氧化铜
反应
D.大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物
的光合作用
解析:B [石墨中存在层状结构,金刚石是空间
网状结构,所以它们的碳原子排列方式不同,物
理性质不同,故A正确;一氧化碳、二氧化碳是
碳的氧化物不属于有机化合物,葡萄糖属于有
机化合物,故B错误;C、CO具有还原性,CuO
具有氧化性,在加热条件下,木炭、一氧化碳都
能与氧化铜发生反应,故C正确;绿色植物的光
合作用是把二氧化碳和水转化为储存能量的有
机物,并释放出氧气,所以大气中二氧化碳的消
耗途 径 主 要 是 绿 色 植 物 的 光 合 作 用,故 D
正确.]
4.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种短周期
主族元素R,它们能发生如图所示的转化关系,
已知A、B、D、E四种物质均难溶于水,单质 R
能与NaOH溶液反应生成盐和氢气.下列说法
正确的是 ( )
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
1∶1
B.化 合 物 A 既 能 溶 于 NaOH 溶 液,又 能 溶
于HF
C.反应④的离子方程式为2R+2OH-+2H2O
2RO-2 +3H2↑
D.化合物C的溶液与反应①产生的气体能够发
生化学反应
解析:B [反应①的化学方程式为SiO2+2C
高温
Si+2CO↑,由方程式可知,氧化剂与还原
剂的物质的量之比为1∶2,A项错误;SiO2 既
能与NaOH溶液反应,又能溶于HF,B项正确;
反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O
SiO2-3 +2H2↑,C项错误;反应①产生的气体是
CO,Na2SiO3 溶液与CO不反应,D项错误.]
5.(2025东莞市高三检测)陶瓷是火与土的结
晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化
学有着密切的关系.下列说法错误的是 ( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自
氧化铁
B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高
温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分
是硅酸盐
D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸、碱侵蚀、抗氧
化等优点
425
高考总复习 化学(LK)
解析:A [“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青
色与氧化亚铁有关,而氧化铁显红色,A 项错
误;秦兵马俑是陶制品,由黏土 经 高 温 烧 结 而
成,B项正确;陶瓷以黏土为原料,经高温烧制
而成,属于人造材料,主要成分是硅酸盐,C项
正确;陶瓷主要成分是硅酸盐,硅酸盐中硅元素
化合价处于最高价,化学性质稳定,具有耐酸、
碱侵蚀、抗氧化等优点,D项正确.]
6.水泥主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的
铁、铝等金属的氧化物.实验室测定水泥样品
中钙含量的过程如图所示:
以下判断不正确的是 ( )
A.沉淀A的主要成分是SiO2
B.沉淀B的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3
C.KMnO4 法测定的离子方程式为2MnO-4 +
6H+ +5H2C2O4 2Mn2+ +10CO2 ↑
+8H2O
D.草酸钙沉淀生成后必须过滤、洗涤,附在沉淀
上的草酸铵溶液会导致测定结果偏低
解析:D [水泥的主要成分为CaO、SiO2,并含
有一定量的铁、铝等金属的氧 化 物,加 入 氯 化
铵、盐酸和硝酸,由于二氧化硅与酸不反应,则
得到的沉淀A为SiO2,滤液中含有Ca2+、Fe3+、
Al3+等离子,加入氨水调节pH为4~5,可生成
Al(OH)3、Fe(OH)3 沉淀,加热的目的是防止
生成胶体而难以分离,滤液主要含有Ca2+,加入
草酸铵可生成草酸钙沉淀,加入硫酸用高锰酸
钾滴定,草酸钙沉淀上有草酸铵溶液,会导致测
定结果偏高.]
7.青石棉是一种致癌物质,是«鹿特丹公约»中受
限 制 的 46 种 化 学 品 之 一,其 化 学 式 为
Na2Fe5Si8O22(OH)2.青石棉用稀硝酸处理时,
还原产物只有NO,下列说法不正确的是( )
A.青石棉是一种硅酸盐产品
B.青石棉能完全溶解在NaOH溶液中
C.青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeO
Fe2O38SiO2H2O
D.1mol青石棉能使1molHNO3 被还原
解析:B [青石棉是一种硅酸盐产品,A项正
确;从青石棉的组成上看,铁的 氧 化 物 不 能 与
NaOH溶液反应,所以青石棉不能完全溶解在
NaOH溶液中,B项错误;青石棉的化学组成可
表示为 Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O,
C项正 确;1mol青 石 棉 与 足 量 硝 酸 反 应 时,
3molFe2+→Fe3+,失去3mol电子,还原产物
只有NO,故1mol青石棉能使1molHNO3 被
还原,D项正确.]
8.下列离子方程式中书写正确的是 ( )
A.水玻璃中通入过量的二氧化碳:Na2SiO3+
CO2+H2O2Na++CO2-3 +H2SiO3↓
B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH)2
+2CO2Ca2++2HCO-3
C.二氧化硅与氢氟酸反应:SiO2+4H++4F-
SiF4↑+2H2O
D.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO2+2OH-
SiO2-3 +H2O
解析:D [离子方程式为SiO2-3 +2CO2+2H2O
H2SiO3↓+2HCO-3 ,A项错误;CO2 过量,
离子方程式为CO2+OH-HCO-3 ,B项错
误;HF是弱酸,应写分子式,C项错误;SiO2 溶
于烧碱溶液中:SiO2+2OH-SiO2-3 +H2O,
D项正确.]
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意
9.二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合
物的重要原料(各种转化见图).下列说法正确
的是 ( )
SiO2
C
高温
→Si
Cl2
△
→ SiCl4
H2
高温
→ Si
HF
→ SiF4
NaOH
→ Na2SiO3
HCl
→ H2SiO3
△
→
硅胶
(xSiO2yH2O)
Na2CO3
高温
Na2SiO3→
CO2→
H2O
↑
A.SiO2 既能与 HF反应,又能与 NaOH 反应,
属于两性氧化物
B.SiO2 和Si都是光导纤维材料
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应
解析:C [A.两性氧化物的定义为与酸和碱反
应均生成盐和水的氧化物,SiO2 与 HF反应得
到的SiF4 不属于盐类,所以SiO2 不是两性氧化
物,SiO2 属于酸性氧化物,A错误;B.SiO2 是光
导纤维材料,Si为半导体材料,B错误;C.硅胶
表面积大,吸附力强,硅胶吸附水分后,可通过
热脱附方式将水分除去而重复使用,C正确;
D.图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的
反应,硅酸钠与盐酸的反应,硅酸的分解,硅酸
的生成,元素的化合价都没有发生变化,是非氧
化还原反应,而Si与Cl2 反应产生SiCl4 的反应
及SiCl4 与H2 反应产生Si单质的反应属于氧
化还原反应,因此反应不全是非氧化还原反应,
D错误.]
10.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与
“溶液”对应关系错误的是 ( )
选项 操作及现象 溶液
A 通入CO2,溶液变浑浊 饱和Na2CO3 溶液
B
通入CO2,溶液变浑浊,继续
通CO2 至过量,浑浊消失
Na2SiO3 溶液
C
通入CO2,溶液变浑浊,再加
入品红溶液,红色褪去 Ca
(ClO)2 溶液
D
通入CO2,溶液变浑浊,继续
通CO2 至过量,浑浊消失,再
加入足量NaOH溶液,又变浑浊
澄清石灰水
525
第三章 物质的性质与转化
解析:B [A项,由于 Na2CO3 的溶解度大于
NaHCO3,Na2CO3 + CO2 + H2O
2NaHCO3,因而会析出NaHCO3 晶体,正确;B
项,CO2+Na2SiO3+H2ONa2CO3+H2SiO3↓,
CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3,H2SiO3
与CO2 不 反 应,浑 浊 不 会 消 失,错 误;C项,
CO2+Ca(ClO)2 + H2O CaCO3↓ +
2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO
氧化褪色,正 确;D项,首 先 CO2+Ca(OH)2
CaCO3↓+H2O,继续通CO2,生成可溶于
水的Ca(HCO3)2,再加入足量的 NaOH,则:
2NaOH+Ca(HCO3)2CaCO3↓+Na2CO3
+2H2O,溶液又变浑浊,正确.]
11.向某碳酸钠溶液中逐滴加入1molL-1的盐
酸,测得溶液中Cl-、HCO-3 的物质的量随加
入盐酸体积的关系如图所示,其中n2∶n1=
3∶2,则下列说法中正确的是 ( )
A.Oa段反应的离子方程式与ab 段反应的离
子方程式相同
B.该碳酸钠溶液中含有0.5molNa2CO3
C.b点的数值为0.6
D.b点时生成CO2 的物质的量为0.3mol
解析:BC [结合图像知Oa段反应为CO2-3 +H+
HCO-3,a点后:HCO-3+H+H2O+CO2↑,
A项错误;由加入aL盐酸时生成 HCO-3 为
0.5 mol,则 n(HCl)=0.5 mol 可 知,
n(Na2CO3)=0.5mol,B项正确;由n2∶n1=3∶2,
可推知n2=0.6mol,n1=0.4mol,C项正确;
b点产生n(CO2)=0.1mol,D项错误.]
12.(2025扬州市高三开学考)多晶硅是单质硅
的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池及
高纯硅芯片的主要原料.如图为第三代工业
制取多晶硅流程,已知图中的Y在Z中燃烧产
生苍白色火焰.
下列说法错误的是 ( )
A.Y、Z分别为H2、Cl2
B.焦炭和石英制取粗硅的反应为:SiO2+2C
高温
Si+2CO↑
C.SiHCl3 极易水解,其 完 全 水 解 的 产 物 为
H2SiO3、H2、HCl,据此推测SiHCl3 中氢元
素的化合价为+1
D.Y与SiHCl3 制备多晶硅的反应属于置换
反应
解析:C [饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢
气和氯气,焦炭与二氧化硅反应生成粗硅与一
氧化碳,氢气、氯气反应生成氯化氢,粗硅和氯
化氢作用、并经提纯后得SiHCl3,再用氢气还
原SiHCl3 得到多晶硅;电解饱和食盐水得到
氢气、氯气和氢氧化钠,其中 H2 在Cl2 中燃烧
产生苍白色火焰,而且Y具有还原性,所以Y、
Z分别为 H2、Cl2,故 A正确;高温下,焦炭和
石英 反 应 得 到 粗 硅、CO,反 应 为:SiO2+2C
高温
Si+2CO↑,故B正确;SiHCl3 极易水解,
其 完 全 水 解 的 产 物 为 H2SiO3、H2、HCl,
SiHCl3中硅元素的化合价为+4,Cl是-1价,
反应前后二者化合价不变,SiHCl3 中 H是-1
价,-1价氢与水中+1价氢发生归中反应得
到氢气,故C错误;氢气与SiHCl3 制备多晶硅
反应的化学方程式为:SiHCl3+H2
高温
Si+
3HCl,反应物是单质和化合物,生成物是另一
种单质和化合物,属于置换反应,故D正确.]
三、非选择题
13.(2023山东卷)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+3HCl
△
SiHCl3+H2,利用
如图装置制备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)
将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入
HCl,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)已 知 电 负 性 Cl>H>Si,SiHCl3 在 浓
NaOH溶液中发生反应的化学方程式为
.
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl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).
625
高考总复习 化学(LK)
解析:三氯甲硅烷的制备实验.(1)利用Si和
HCl(气体)的反应制备SiHCl3,实验前要检查
装置气密性,故操作(ⅰ)为检查装置气密性.
制备反应结束时,Si完全反应,SiHCl3(常温下
为无色液体)不再增加,则实验现象是管式炉
中固体消失、烧瓶中无液体滴下.装置中冷凝
管的作用是冷凝SiHCl3,球形冷凝管中会有较
多SiHCl3 残留,应该选择直形冷凝管,SiHCl3
容易水解,D中水蒸气容易进入C中,C和D
之间应增加吸收水蒸气的装置.(2)已知电负
性Cl>H>Si,则SiHCl3 中Cl、H均为-1价,
Si为+4价,SiHCl3 在浓 NaOH 溶液中反应
生成Na2SiO3、H2、NaCl,配平反应的化学方程
式为SiHCl3+5NaOHNa2SiO3+H2↑+
3NaCl+2H2O.(3)由后续操作可知,SiHCl3
水解得到的硅酸水合物要先在坩埚中灼烧(得
到SiO2),然后在干燥器中冷却干燥SiO2,使用
的仪器分别为 A、C.根据原子守恒可得关系
式SiHCl3~SiO2,则m1g样品中SiHCl3 的质
量为m2g×
135.5
60
,故样品纯度为m2g×
135.5
60
÷m1g×100%=
135.5m2
60m1
×100%.
答案:(1)检查装置气密性 管式炉中固体消
失、烧瓶中无液体滴下 使用球形冷凝管冷凝
SiHCl3,C和D之间缺少吸水装置
(2)SiHCl3+5NaOH Na2SiO3+H2↑+
3NaCl+2H2O
(3)灼 烧 冷 却 干 燥 A、C
135.5m2
60m1
×100%
14.碳及其化合物在生产、生活中有广泛的用途.
Ⅰ.金刚砂SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,
应用广泛.
(1)碳与同周期元素Q的单质化合仅能生成两
种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极
性分子,则Q元素在周期表中的位置为 ,
R的电子式为 ;
(2)一定条件下,Na还原CCl4 可制备金刚石,
反应结束冷却至室温后,回收CCl4 的实验操
作名称为 ,除去粗产品中少量钠的试
剂为 ;
(3)碳还原制取SiC,其粗产品中杂质为Si和
SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量
NaOH 溶液中充分反应,收集到0.1mol氢
气,过滤SiC固体11.4g,滤液稀释到1L.Si
与NaOH溶液反应的离子方程式为
,硅酸盐的物质的量浓度为
.
Ⅱ.工业上向氨化的CaSO4 悬浊液中通入适量
CO2,可制取(NH4)2SO4,其流程如图所示.
已知CaSO4 的Ksp=9.1×10
-4,CaCO3 的Ksp
=2.8×10-4.请回答:
CaSO4
悬浊液
足量
NH3
→ 甲
适量
CO2
→ 乙
过滤
→
滤液
提纯
→(NH4)2SO4
CaCO3
煅烧
→ 生石灰
(1)向甲中通入过量CO2 (填“有”或
“不”)利于CaCO3 和(NH4)2SO4 的生成,原因是
.
(2)直接蒸干滤液得到的(NH4)2SO4 主要含
有的杂质是 (填含量最多的一种).
(3)锅炉水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3
溶液 浸 泡,使 之 转 化 为 疏 松、易 溶 于 酸 的
CaCO3,而后用酸除去.
①CaSO4 转化为CaCO3 的离子方程式为
;
②请分析CaSO4 转化为CaCO3 的原理:
.
解析:Ⅰ.(1)与C能形成两种气态化合物的为
O,会形成CO、CO2,其中CO2 为非极性分子,
则 Q 为 氧,非 极 性 分 子 CO2 的 电 子 式
为:︰O
‥
︰︰C︰︰O
‥
︰;
(2)得到的粗产品为不溶于液态CCl4 的固体
物质,要分离CCl4,可用过滤的方法,除去粗产
品中少量钠可用水或乙醇;
(3)Si与 NaOH 反 应 的 化 学 反 应 方 程 式 为:
Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑,其
离子方程式为:Si+2OH-+H2OSiO2-3 +
2H2↑,由Si~2H2,则粗产品中Si为0.05mol
即0.05mol×28g/mol=1.4g,所以SiO2 为
20.0g-1.4g-11.4g=7.2g,物质的量为
0.12mol,由Si原子守恒知Na2SiO3 的物质的
量为0.05mol+0.12mol=0.17mol,溶液体
积为1L,浓度为0.17molL-1;
Ⅱ.(1)CO2 与CO2-3 反应转化为 HCO-3 ,从而
使CO2-3 浓 度 减 小,不 利 于 CaSO4 转 化 为
CaCO3;所以通入过量的CO2 不利于CaCO3
和(NH4)2SO4 的生成;
(2)溶液中存在CO2-3 、SO2-4 、NH+4 ,直接蒸干
滤液得 到 的(NH4)2SO4 主 要 含 有 的 杂 质 是
(NH4)2CO3;
(3)①Na2CO3 与 CaSO4 反应生成 CaCO3 和
Na2SO4,化学方程式为:CaSO4(s)+CO2-3 (aq)
CaCO3(s)+SO2-4 (aq);
②已知CaSO4 的 Ksp=9.1×10
-4,CaCO3 的
Ksp=2.8×10
-4,CaSO4 存 在 沉 淀 溶 解 平 衡
CaSO4(s) Ca2+ (aq)+SO2-4 (aq),加
Na2CO3 溶液后,CO2-3 与Ca2+ 结合生成溶度
积更小的CaCO3 沉淀,溶液中Ca2+浓度减少,
使CaSO4 的溶解平衡向溶解的方向移动,从而
转化为CaCO3.
答案:Ⅰ.(1)第二周期ⅥA族
︰O
‥
︰︰C︰︰O
‥
︰ (2)过滤 水或乙醇
(3)Si+2OH-+H2OSiO2-3 +2H2↑
0.17molL-1
Ⅱ.(1)不 通入过量的CO2 会使CO2-3 转化
为 HCO-3 ,从 而 CO2-3 浓 度 减 小,不 利 于
CaSO4 转化为CaCO3 (2)(NH4)2CO3
(3)①CaSO4(s)+CO2-3 (aq) CaCO3(s)+
SO2-4 (aq) ②CaSO4 存 在 沉 淀 溶 解 平 衡
CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO2-4 (aq),当加入
Na2CO3 溶液后,CO3-3 与Ca2+ 结合生成溶度
积更小的CaCO3 沉淀,溶液中Ca2+浓度减少,
使CaSO4 的溶解平衡向溶解的方向移动
725
第三章 物质的性质与转化