第三节 无机非金属材料 练习题 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第三节 无机非金属材料练习题 一、单选题 1．我国于2007年11月成功地发射了嫦娥一号探测卫星，确定对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等，月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石、斜长石和橄榄石等，下列说法或分析不正确的是 A．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱 B．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 C．橄榄石中铁为价 D．斜长石的氧化物形式可表示为： 2．下列物质中，属于酸性氧化物但不溶于水的是 A．CO2 B．SiO2 C．SO3 D．NO 3．据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列说法你认为不妥的是 A．硅便于运输、贮存，从安全的角度考虑，硅是较安全的燃料 B．自然界中存在大量的单质硅 C．硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制 D．自然界中Si易开采 4．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是 A．硅酸钠可用于制备木材防火剂 B．硅单质广泛用于光纤通讯 C．利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 D．水晶项链是硅酸盐制品 5．2021年12月8 日，中国科学院与科睿唯安向全球联合发布了《2021 研究前沿》报告，其中包含了化学与材料科学领域的热点前沿。下列有关材料的说法中正确的是 A．光洁莹润的“德化白瓷”(主要成分xK2O·yAl2O3·zSiO2)属于金属材料 B．晶体硅是制备光导纤维的原料 C．华为5G芯片巴龙5000的主要材料是二氧化硅 D．“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 6．下列有关试剂的保存方法，正确的是 A．硝酸应保存在无色的试剂瓶中 B．新制氯水通常保存在无色试剂瓶中 C．氢氧化钙溶液保存在带玻璃塞的试剂瓶中 D．氢氟酸保存在塑料瓶中 7．“试玉要烧三日满，辨材须待七年期”是唐代诗人白居易的名句，下列有关“玉”的说法正确的是（） A．玉是石灰石 B．玉的硬度比河砂大 C．玉的熔点较高 D．玉是金刚砂 8．有关高温结构陶瓷和光导纤维说法不正确的是 A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料 B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀，可用于制造火箭发动机 C．光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维 D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听 9．下列说法不正确的是 A．高纯硅可用于制作光感电池 B．因熔点高硬度大，可用于制光导纤维 C．石英砂可用于生产单晶硅 D．与反应的实际应用之一是氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 10．在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是（     ） ①焦炭   ②烧碱   ③氧气   ④氢氟酸   ⑤硝酸  ⑥氢氧化钾   ⑦氧化钙 A．②⑥⑦ B．⑤⑦ C．①④⑤ D．③⑤ 11．下列表述正确的是（    ） ①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 ②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 ④夏天到了，游客佩戴由涂加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A．①②④ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 12．硅及其化合物广泛应用于生产生活，下列有关说法错误的是 A．Si可以用作半导体材料 B．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO2 C．硅酸钠的溶液俗称水玻璃，常用作木材的阻燃剂 D．玻璃上的精美刻花，是工艺师用盐酸刻蚀形成的 13．某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。某课外兴趣小组对X进行如下实验探究： 下列说法正确的是 A．12.8g固体可能为Fe2O3 B．混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2 C．Fe2O3、Cu的物质的量之比为1:1 D．m＞24.8 14．给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 A．氯化钙和硝酸钡的混合液 B．稀的水玻璃 C．偏铝酸钠溶液 D．碳酸钠饱和溶液 二、填空题 15．材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。 （1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于硅酸盐产品的是 (填写序号) ①光导纤维    ②水泥    ③玻璃     ④陶瓷 （2） 玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于 (填“纯净物”或“混合物”)。有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式 （3） 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的 反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为 。 16．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（，铜为价），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 B．性质稳定，不易脱色 C．等于6 D．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 。 ②极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测写出其水解的化学方程式 。③已知硅单质会与氢氧化钠溶液反应，请写出离子反应方程式 。 17．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。 (1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是 ，光导纤维的主要成分是 。 (2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为 。 (3)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，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式 。 (4)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：SiO2 (粗)SiSiHCl3Si(纯)。 写出步骤①的化学方程式 。 (5)玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，将其表示为氧化物形式为 。 18．化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息： I．Mg在高温条件下可与SiO2反应； Ⅱ．金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4； Ⅲ．SiH4在空气中自燃。 他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第I步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。 (1)第I步实验发生反应的化学方程式是 。 (2)用稀H2SO4溶解第I步实验获得的固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B A D D C A B D 题号 11 12 13 14 答案 D D D A 1．A 【详解】A. 金属铁的活动性是金属本身的性质，和金属是在月球上还是在地球上无关，故A错误； B. 辉石、斜长石和橄榄石的成分均属于硅酸盐类，均属于硅酸盐矿，故B正确； C. 橄榄石中，镁元素化合价是+2价，硅元素化合价是+4价，氧元素化合价是-2价，所以根据正负价代数和为0可知铁元素化合价是+2价，故C正确； D. 硅酸盐的氧化物表示方法：先写活泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最后是水，所以斜长石的氧化物形式可表示为：，故D正确； 故选A。 2．B 【详解】CO2、SO3能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，且可溶于水；SiO2能和碱反应生成盐和水，但二氧化硅不溶于水，而NO与碱不反应，不是酸性氧化物，故选B。 3．B 【详解】A．常温下硅为固体，性质较稳定，便于运输、贮存，较为安全，故A正确； B．自然界中硅是亲氧元素，以化合态的形式存在，故B错误； C．硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用说明硅燃烧放出的热量多，硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，容易有效控制，故C正确； D．Si在自然界中含量丰富，且易开采，故D正确； 故答案选B。 4．A 【详解】A．硅酸钠不燃烧，可用于制备木材防火剂，故A正确； B．硅单质主要应用用半导体材料及太阳能电池板，而二氧化硅广泛用于光纤通讯行业，故B错误； C．盐酸与二氧化硅不反应，则不能利用盐酸刻蚀石英制作艺术品，故C错误； D．水晶项链的主要成分为二氧化硅，为硅的氧化物，不属于硅酸盐，故D错误。 答案选A。 【点睛】本题考查二氧化硅及硅酸盐，明确二氧化硅的性质是解答本题的关键，注意硅及其化合物二氧化硅的用途。 5．D 【详解】A．光洁莹润的“德化白瓷”（主要成分xK2O•yAl2O3•zSiO2）属于硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，A错误； B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制造光导纤维主要原料，晶体硅不具有此性质，B错误； C．晶体硅为良好的半导体，是制造芯片主要原料，二氧化硅为绝缘体，不具有此性质，C错误； D．氮化硼陶瓷耐高温，属于新型无机非金属材料，D正确； 故答案选D。 6．D 【详解】A．浓硝酸见光、受热易分解，因此保存在棕色试剂瓶中，且放在阴凉处，A项错误； B．新制氯水中含有次氯酸，次氯酸见光易分解，所以要保存在棕色试剂瓶中，B项错误； C．氢氧化钙与玻璃中的二氧化硅可以发生反应，所以氢氧化钙溶液应保存在带橡胶塞或木塞的试剂瓶中，C项错误； D．氢氟酸会与玻璃中的二氧化硅反应，故氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，通常保存在塑料瓶中，D项正确； 故选D。 7．C 【详解】A．玉有软玉和硬玉两种，软玉和硬玉的成分都是硅酸盐，石灰石的成分为碳酸钙，不属于硅酸盐，A错误； B．河砂的成分是石英，石英成分为二氧化硅，为原子晶体，具有较大的硬度，玉的成分是硅酸盐，玉石可以用河砂作磨料进行琢磨，河砂的硬度比玉大，B错误； C．“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，C正确； D．金刚砂是人工制成的碳化硅，玉的成分是硅酸盐，D错误； 答案选C。 【点睛】注意硅酸盐并不是只有硅酸形成的盐才是硅酸盐，硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐的化学性质稳定，熔点较高，大都难溶于水(Na2SiO3等例外)。 8．A 【详解】A．高温结构陶瓷属于原子晶体，硬度大于金属材料，故A错误； B．Si3N4属于原子晶体，具有高强度、低密度、耐高温等优点，则能替代合金钢，用于制造汽车发动机的新型耐高温结构材料，故B正确； C．二氧化硅晶体具有导光性，光导纤维的主要成分是二氧化硅，是一种能高质量传导光的玻璃纤维，故C正确； D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，是一种能高质量传导光的玻璃纤维，抗干扰性能好，通信质量高，并且能防窃听，故D正确； 故选：A。 9．B 【详解】A． 利用高纯硅的半导体性能，可制作光感电池，A项正确； B． 可用于制光导纤维是因为其具有较强的传导能力，B项错误； C． 石英砂的主要成分为，可用焦炭在高温条件下还原得到粗硅，粗硅经提纯得到单晶硅，C项正确； D． 玻璃器皿的主要成分为，与发生反应，所以氢氟酸能在玻璃器皿上刻蚀标记，D项正确； 故选B。 10．D 【详解】①焦炭：SiO2＋2CSi＋2CO↑，故不选； ②烧碱：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，故不选； ③氧气：SiO2中Si元素化合价为+4价，不能再升高，故选； ④氢氟酸：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，故不选； ⑤硝酸：二氧化硅和强酸不反应，故选； ⑥氢氧化钾：SiO2＋2KOH=K2SiO3＋H2O，故不选； ⑦氧化钙：SiO2+CaOCaSiO3，故不选； 故选D。 【点睛】本题考查二氧化硅的性质，知道二氧化硅的性质、用途，注意：二氧化硅虽然属于酸性氧化物，和强酸不反应，但能和HF反应。 11．D 【详解】①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是三氧化二铝，故①错误； ②玛瑙的主要成分是二氧化硅，故②错误； ③水泥的成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，是硅酸盐，故③正确； ④变色眼镜由添加溴化银的普通玻璃璃制作，故④错误； ⑤晶体硅可以制太阳能电池，利于环保、节能，故⑤正确； 故答案选：D。 【点睛】本题主要考查物质的组成和分类，需了解常见矿物及常见无机物组成成分。 12．D 【详解】A．硅是良好的半导体材料，故A正确； B．二氧化硅可用于制造光导纤维，故B正确； C．硅酸钠的溶液俗称水玻璃，硅酸钠不能燃烧，常用作木材的阻燃剂，故C正确； D．二氧化硅能与氢氟酸反应，玻璃上的精美刻花是工艺师用氢氟酸刻蚀形成的，故D错误； 故选D。 13．D 【分析】某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成，mg固体X中加入足量盐酸过滤得到蓝色溶液，说明一定含氧化铁和铜，氧化铁溶解后得到铁离子，铁离子氧化铜反应生成铜离子，溶液显蓝色。得到24.8g固体加入足量氢氧化钠溶液过滤得到12.8g固体，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，质量减小为二氧化硅的质量，为24.8g－12.8g=12g，又因为Cu与NaOH不反应，12.8g固体只能是Cu。据此解答。 【详解】A.因为盐酸是足量的，则12.8g固体不可能为Fe2O3，故A错误； B. 混合物X中Al2O3不一定含有，故B错误； C. 盐酸是足量的，所以Fe2O3会完全反应，但是铜不一定会完全反应，但当加入过量氢氧化钠溶液时，SiO2和Al2O3会完全反应，所以剩余的固体只能是铜，根据反应Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，得到关系式：Fe2O3∽Cu，因为铜有剩余，则Fe2O3、Cu的物质的量之比小于1:1，故C错误； D.固体X中一部分Fe2O3和Cu溶于盐酸后剩余24.8g固体，则m＞24.8，故D正确； 答案选D。 14．A 【详解】A．碳酸酸性比盐酸、硝酸弱，二氧化碳与氯化钙和硝酸钡不反应，没有沉淀生成，A符合题意； B．水玻璃是硅酸钠溶液，硅酸钠可以和碳酸反应生成碳酸钠和硅酸，硅酸是白色不溶于水的沉淀，B不符合题意； C．碳酸酸性大于氢氧化铝，将二氧化碳通到偏铝酸钠溶液中，会产生氢氧化铝白色沉淀，C不符合题意； D．碳酸钠与二氧化碳和水反应，既消耗了水，且反应生成溶解度较小的NaHCO3，所以一定有沉淀析出，D不符合题意； 故选A。 15． ① 混合物 SiO2+ 4HF = SiF4↑+ 2H2O 化合 Si3N4 【详解】（1）硅酸盐产品是指利用含硅物质制成的，如水泥、玻璃、陶瓷，是三大硅酸盐产品，而光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，所以答案选①； （2）玻璃的成分有硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，所以玻璃属于混合物；氢氟酸用于雕饰玻璃，是因为氢氟酸与二氧化硅反应，化学方程式为SiO2+ 4HF = SiF4↑+ 2H2O； （3） 采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，Si与氮气反应生成氮化硅，所以该反应是化合反应；氮化硅中硅元素的化合价为+4价，N元素的化合价是-3价，根据化合物中正负化合价代数和为0的原则，所以氮化硅的化学式为Si3N4。 16．(1)制半导体或制电路板或制太阳能电池板 (2)D (3) 2C＋SiO22CO↑＋Si SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl 【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，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：， A正确； B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，B正确； 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，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：，计算得出x=6，C正确； D. 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，D错误； 综上，故选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＋SiO22CO↑＋Si； ②水解生成硅酸和HCl，反应的方程式为：SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl； ③硅单质与氢氧化钠反应生成硅酸钠、氢气，即离子方程式为。 17．(1) 硅 二氧化硅 (2)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O (3)2HCl+Na2SiO3=H2SiO3(胶体)+2NaCl (4)SiO2+2CSi+2CO↑ (5)Na2OAl2O34SiO2 【详解】（1）计算机芯片和太阳能电池的主要成分是硅，光导纤维的主要成分是二氧化硅； （2）用氢氟酸来雕刻玻璃的化学方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O； （3）盐酸酸性强于硅酸，水玻璃和盐酸反应的离子方程式为：2HCl+Na2SiO3=H2SiO3(胶体)+2NaCl； （4）二氧化硅和碳在高温下反应得到粗硅和CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑； （5）翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，将其表示为氧化物形式为：Na2OAl2O34SiO2。 18．(1)2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si (2)硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O 【详解】（1）Mg在高温的条件下可与SiO2反应生成单质硅和氧化镁，反应的方程式为：2Mg+SiO22MgO+Si；用稀H2SO4溶解第①步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花，结合SiH4在空气中自燃可知生成了SiH4，发生反应为Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，则反应①中还生成了Mg2Si，发生反应为：2Mg+SiMg2Si，故答案为：2Mg+SiO22MgO+Si、2Mg+SiMg2Si； （2）根据①的分析可知，用稀H2SO4溶解第①步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是发生了反应：Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，故答案为：硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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