4.1 常见非金属单质及其化合物 同步作业《化学（加工制造类）》高教版 同步教学

4.1 常见非金属单质及其化合物 同步作业 《化学（加工制造类）》高教版 同步教学 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案） 1.下列非金属单质中，常用于制作半导体材料和芯片的是（ ） A. 碳 B. 硅 C. 硫 D. 磷 2.玻璃制造工业中，核心原料之一的非金属化合物是（ ） A. 二氧化硅 B. 二氧化碳 C. 氯化钠 D. 碳酸钙 3.下列关于氯气及其化合物的说法，错误的是（ ） A. 氯气呈黄绿色，有刺激性气味 B. 次氯酸钠可用于自来水消毒 C. 氯化钙溶液可用于道路融雪 D. 氯化氢气体在空气中会形成白雾 4.下列非金属化合物中，常用于冶金工业作还原剂的是（ ） A. 二氧化碳 B. 一氧化碳 C. 二氧化硫 D. 二氧化氮 5.下列关于碳单质的应用，正确的是（ ） A. 金刚石常用于制作铅笔芯 B. 石墨可用于制作耐高温坩埚 C. 活性炭仅用于吸附异味 D. 焦炭可用于制造玻璃 6.建筑材料水泥的生产中，会用到的非金属化合物是（ ） A. 硅酸钠 B. 碳酸氢钠 C. 碳酸钙 D. 硝酸钾 7.下列非金属单质中，能在氧气中燃烧产生明亮蓝紫色火焰的是（ ） A. 木炭 B. 硫粉 C. 红磷 D. 硅粉 8.下列关于硫的化合物的应用，错误的是（ ） A. 硫酸可用于金属除锈 B. 亚硫酸钠可用于食品防腐 C. 硫酸钡可用于医疗造影 D. 二氧化硫可用于漂白食品 9.工业上制取粗硅的主要原料是（ ） A. 石英砂和焦炭 B. 二氧化硅和氢气 C. 硅酸钠和盐酸 D. 硅酸和碳粉 10.下列关于非金属化合物在加工制造中应用的说法，正确的是（ ） A. 二氧化锰可用于制造光导纤维 B. 碳酸氢钠可用于金属焊接除杂 C. 氯化铵可用于金属热处理 D. 二氧化硅可用于制造太阳能电池 二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共15分） 1.常见的非金属单质中，属于固态的有________、________、________；属于气态的有________、________、________等，其中________常用于粮食储存时的保护气。 2.碳的常见氧化物有________和________；其中________是煤气的主要成分，具有还原性；________是温室气体，可用于制作碳酸饮料和灭火。 3.硅的化合物在工业中应用广泛，________是石英砂的主要成分，用于制造玻璃和光导纤维；________是陶瓷的主要成分，耐高温性能优良；________可用于制造粘合剂和防火材料。 4.氯的化合物中，________是胃酸的主要成分，可用于金属除锈；________具有强氧化性，可用于漂白和消毒；________是重要的化工原料，可用于生产塑料和农药。 5.加工制造中，非金属化合物的典型应用有________、________、________；如硫酸用于电镀前的金属酸洗，活性炭用于废水处理，二氧化硅用于电子元件封装。 三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”） 1.所有非金属单质的化学性质都不活泼，不易与其他物质反应。（ ） 2.硅的化学性质稳定，因此硅制品在空气中不易被腐蚀。（ ） 3.氯气具有强氧化性，因此可用于自来水的杀菌消毒。（ ） 4.二氧化碳和二氧化硅的化学性质相似，都能与水反应生成对应的酸。（ ） 5.硫酸具有吸水性，因此可用于干燥氢气、氧气等气体。（ ） 四、命名题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。根据要求完成命名或判断） 1.根据特性与应用命名：“灰黑色固体，具有导电性和润滑性，熔点高，可用于制作电极和高温润滑剂”的非金属单质是________。 2.根据组成与用途命名：“无色无味气体，密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，可用于灭火和人工降雨”的非金属化合物是________。 3.判断下列描述是否正确：“硫酸——无色粘稠液体，具有腐蚀性，仅用于金属除锈”（ ）；若错误，请说明理由并改正：________。 4.根据特性与应用命名：“白色固体，不溶于水，不溶于酸，可用于医疗钡餐造影和涂料填充”的非金属化合物是________。 五、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分） 1.结合加工制造类专业实际，简述三种常见非金属（碳、硅、氯）及其化合物在工业场景（如钢铁冶炼、玻璃制造、自来水处理）中的应用，分别说明涉及的非金属或化合物、核心作用及选择依据。 2.某工厂在非金属及化合物应用中出现以下问题：① 冶炼钢铁时焦炭消耗过快，炉温不稳定；② 生产的玻璃制品出现气泡和裂纹；③ 自来水消毒后出现异味。分析每个问题与非金属及化合物特性的关系，说明原因并提出改进措施。 六、推断题（本大题共2小题，每小题8.5分，共17分） 1.有三种常见非金属及化合物A、B、C，特征如下：① 物质A：黑色固体，燃烧后生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，工业上常用于冶金还原剂；② 物质B：无色透明固体，硬度大，不溶于水，能与氢氟酸反应，是光导纤维的主要成分；③ 物质C：黄绿色气体，有刺激性气味，能溶于水，其水溶液可用于漂白和消毒。 请回答：（1）推断A、B、C的名称及类别（非金属单质/非金属化合物）；（2）说明推断A、B、C的依据（结合非金属及化合物特性）；（3）写出物质C用于消毒的核心原理及使用时的注意事项。 2.某加工车间需选择一种非金属化合物用于以下场景：① 用于金属零件电镀前的酸洗，去除表面锈迹；② 酸性适中，避免过度腐蚀零件；③ 成本低，易储存。现有三种候选化合物：A. 浓硫酸；B. 稀盐酸；C. 碳酸。 请回答：（1）选择最适合的化合物并说明理由，排除另外两种化合物的依据；（2）简述该化合物用于酸洗的操作要点；（3）若酸洗后零件表面出现麻点，分析原因及解决措施。 参考答案 一、选择题 1. B 2. A 3. C 4. B 5. B 6. C 7. B 8. D 9. A 10. C 二、填空题 1. 碳；硅；硫；氧气；氯气；氮气；氮气 2. 一氧化碳；二氧化碳；一氧化碳；二氧化碳 3. 二氧化硅；硅酸钙；硅酸钠 4. 氯化氢；次氯酸；氯气 5. 金属酸洗；废水处理；电子封装；硫酸 三、判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 四、命名题 1. 石墨 2. 二氧化碳 3. ×；理由：硫酸不仅用于金属除锈，还可用于制造化肥、蓄电池等；改正：硫酸——无色粘稠液体，具有腐蚀性，用于金属除锈、制造化肥等 4. 硫酸钡 五、简答题 1. （1）钢铁冶炼：涉及物质——焦炭（碳单质）、一氧化碳（碳的化合物）；核心作用：焦炭燃烧提供热量，一氧化碳还原铁矿石中的铁氧化物；选择依据：碳单质燃烧放热效率高，一氧化碳还原性强，且焦炭成本低、来源广泛，适配大规模冶金生产。（2）玻璃制造：涉及物质——二氧化硅（硅的化合物）、碳酸钠；核心作用：二氧化硅是玻璃的骨架成分，决定玻璃的透光性和硬度；选择依据：二氧化硅在自然界中以石英砂形式存在，储量丰富，熔融后能与其他原料形成稳定玻璃体，满足玻璃的加工和使用需求。（3）自来水处理：涉及物质——氯气（氯单质）、次氯酸（氯的化合物）；核心作用：次氯酸杀灭水中的细菌和微生物；选择依据：氯气易溶于水生成次氯酸，消毒效果好，成本低，适合自来水厂批量处理。 2. （1）焦炭消耗快、炉温不稳：原因——焦炭颗粒过小导致燃烧过快，或铁矿石与焦炭混合不均，局部燃烧不充分；措施：选用颗粒均匀的焦炭，优化投料比例，确保焦炭与铁矿石充分接触，同时控制进风量稳定燃烧速率。（2）玻璃出现气泡和裂纹：原因——熔融时原料中水分或二氧化碳未完全排出形成气泡，冷却时温度下降过快导致内应力集中产生裂纹；措施：熔融前对原料进行烘干处理，延长熔融时间促进气体排出，采用梯度冷却方式降低冷却速率，释放内应力。（3）消毒后有异味：原因——氯气投加过量，或水中有机物与氯气反应生成异味物质；措施：精确控制氯气投加量，采用“先消毒后除味”工艺，通过活性炭过滤去除残留异味，或改用二氧化氯等低异味消毒剂。 六、推断题 1. （1）A：焦炭（碳单质）；B：二氧化硅（非金属化合物）；C：氯气（非金属单质）。（2）A：黑色固体、燃烧生成二氧化碳、冶金还原剂，符合焦炭的特性；B：透明、硬、与氢氟酸反应、光导纤维原料，符合二氧化硅的特征；C：黄绿色、刺激性、水溶液可漂白消毒，符合氯气的特性。（3）核心原理：氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，破坏微生物的细胞结构；注意事项：避免过量投加导致异味，操作人员需做好防护，防止氯气泄漏。 2. （1）适合的化合物：B（稀盐酸）；理由：稀盐酸酸性适中，能有效溶解铁锈且不易过度腐蚀金属，成本低、易储存，符合酸洗需求；排除依据：A（浓硫酸）酸性过强，易腐蚀零件表面，且具有强氧化性可能使金属钝化；C（碳酸）酸性太弱，除锈效率极低，无法满足工业生产要求。（2）操作要点：将零件放入稀盐酸溶液中，控制酸洗时间为5-10分钟，定期搅拌溶液，酸洗后立即用清水冲洗零件并擦干；操作时佩戴耐酸手套和护目镜。（3）出现麻点原因：稀盐酸浓度过高或酸洗时间过长，导致金属基体被腐蚀；解决措施：降低稀盐酸浓度，缩短酸洗时间，酸洗过程中实时观察零件表面状态，达到除锈效果后立即取出。 学科网（北京）股份有限公司 $