第五章 第三节 无机非金属材料-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学必修第二册练习手册（人教版）

【解析】(1)①木炭未伸人浓硝酸中，液面上方出 现红棕色的NO2气体，说明试管内可能有硝酸蒸气与木 炭发生了反应，证明浓硝酸具有挥发性：NO2气体也可 能是硝酸分解产生的，证明浓硝酸具有不稳定性。 >“第三节无机非金属材料 基础练习 1.C【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品， A错误：纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料，而制 水泥的原料是黏土和石灰石，B错误；硅酸盐制品性质 稳定、耐高温，C正确；沙子的主要成分是SO2,黏土 的主要成分是硅酸盐，D错误。 2.B【解析】制玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英。 制水泥的原料是黏土、石灰石、石膏等。共同使用的主 要原料是石灰石。 3.C【解析】试管属于玻璃制品。 4.D 5.(1)D (2)Si SiO2+2NaOH=Na2SiO:+H2O (3)氢氟酸SiO+4HF=SiF,↑+2HO(4)CSiO2 6.A【解析】螺旋碳纳米管和石墨烯都是碳元素形 成的单质，两者互为同素异形体，B错误：芯片的主要 成分为单质硅，C错误；常温下S的化学性质稳定，但 是在自然界中硅主要以化合态的形式存在，D错误。 7.B【解析】新型陶瓷不限于传统的硅酸盐体系， 故选B。 8.A【解析】胶体是分散系，是混合物，而碳纳米 管是纯净物，不是胶体，A错误；石墨烯和碳纳米管是 碳元素的两种不同的单质，两者互为同素异形体，B、C 正确；碳纳米管有较大的表面积，可以用作催化剂的载 体，D正确。 9.A 10.B【解析】“还原”反应是用焦炭把二氧化硅还 原为粗硅，反应的化学方程式为Si0+2C高温Si+2C0↑， A正确；粗硅提纯所得的高纯硅是制造芯片的材料，B 错误；“操作X”是除去氮气中的少量氧气，可将原料 气通过灼热的铜网，C正确；粗硅中含少量Fe、Cu的 单质及化合物，硝酸能溶解Fe、Cu,所以“稀酸Y”可 选用稀硝酸，D正确。 提升练习 1.B【解析】玻璃、陶瓷、水泥属于传统的硅酸盐 产品，碳化硅属于新型无机非金属材料，故选B。 2.D【解析】SiC和SiN4均为原子晶体，熔点高， 参考答案与解析。 性质稳定，故A、B正确；二氧化硅具有折光性，可用 于制造光导纤维，故C正确：常温下，S只能与唯一 种酸HF反应，不能与盐酸反应，故D错误。 3C【解析】二氧化硅性质较为稳定，与硝酸、硫 酸、盐酸以及强氧化性物质不反应，在一定条件下可 与碱、碱性氧化物、盐以及氢氟酸反应。二氧化硅与 烧碱反应，但反应缓慢，生成的硅酸钠和二氧化硅难 以分离，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故A错误；纯 碱与二氧化硅在高温下反应，不能用于在玻璃上进行 刻蚀，故B错误；氢氟酸与二氧化硅易反应，生成四 氟化硅气体，能在玻璃上进行刻蚀，故C正确；盐酸 和二氧化硅不反应，不能用于在玻璃上进行刻蚀， 故D错误。 4.C【解析】陶瓷坩埚、石英坩埚以及普通玻璃坩 埚中都含有二氧化硅，在高温下都能与氢氧化钠反应而 使坩埚炸裂，不能用于熔融氢氧化钠固体，只能用生铁 坩埚，故选C。 5.B【解析】光导纤维的主要成分是SiO2,不属于 硅酸盐材料，B错误。 6.B【解析】氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材 料，而有色玻璃只是在玻璃中加人金属氧化物，仍属传 统无机非金属材料。 7.A【解析】②沙子、③水晶和石英的主要成分是 二氧化硅，二氧化硅为氧化物，不是硅酸盐；⑥硅的导 电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 8.C【解析】装置I制备氢气，氢气中含有水蒸气， 会对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用 是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置 Ⅲ的作用是提供SHCl,气体，应在水浴中加热，A错 误：实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气， 防止发生危险，B错误；SiHCl的密度为1.34gcm3, 体积1355mL,则SiHC1,的质量为18.157g,根据SiHCl; +△S+3加0.文际第托S0,的质量为器× 135.5gmol=13.61775g,则SiHC1的利用率为 13.61775g×100%=75%,C正确；铁单质与盐酸反应 18.157g 生成亚铁离子，不能用硫氰化钾溶液检验，D错误。 9.(1)Si0,+2C商温Si+2C0↑1：2(2)防止 SHCl3发生水解：防止硅被氧化；防止氢气与氧气反应 而发生爆炸（任写两条）(3)SiHCla+3H,O=H2↑+ H2SiO3↓+3HC1(4)H、HCI 47 高中化学必修第三册（人教版） 【解析】(1)石英砂与焦炭在高温下反应制备粗硅 的化学方程式为Si0,+2C商温Si+2C0↑；石英砂和焦炭 生成SiC的化学方程式为Si0,+3C商温SiC+2C0↑，氧 化剂和还原剂的物质的量之比为1：2。 (2)SHCL极易水解，反应产生的氢气与氧气反应 易发生爆炸，并且硅也与O,反应，因此整个操作流程 都需隔绝空气。 (3)根据题意，SiHCl极易发生水解反应生成H2, 同时反应产生HC1、H,SiO3,则SiHCI.水解的化学方程 式为SiHCI+3H,O=H2↑+HSiO3↓+3HCI。 (4)还原炉中SiHCI,与H2反应生成硅单质，化学 方程式为SiHCIa+H,=Si+3HCL,根据流程转化分析可知 上述操作流程中可以循环利用的物质是H2、HC1。 >m实验活动4用化学沉淀法去除粗 盐中的杂质离子 1.B【解析】粗盐的提纯：主要是将Ca2+、Mg2+ SO:及泥沙去除，应该先加过量NaOH溶液除去Mg2+, 再加过量BaCl2溶液除去硫酸根离子，再加过量NaCO, 溶液除去钙离子和多余的钡离子，过滤时将沉淀和泥沙 一并除去，最后再加适量盐酸，除去多余的氢氧根和碳 酸根。 2.D【解】由流程可知，先加NaOH溶液可除去 Cu+,过滤后再加的试剂a为BaC2溶液，需过量，保 证完全除去SO，试剂b为Na,CO,溶液，可除去过量 钡离子，发生反应的离子方程式为Ba+CO=BaCO↓， 过滤，向滤液中加入的试剂C为盐酸，可除去CO?、 OH,得到NaCI溶液，A、B、C正确；溶液C中除含 有Na、C、CO外还有OH,D错误。 3.B【解析】将Ca2*、Mg+、SO除去，应该先加过 量NaOH溶液除去Mg2+,后加过量BaCl2溶液除去硫酸 根离子，再加过量NaCO,溶液除去钙离子和多余的钡 离子。 4.D【解析】向200mL溶液加入BaCl2溶液后，得 干燥沉淀12.54g,经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量 为4.66g。由此可知，4.66g沉淀为硫酸钡，溶解于盐 酸的7.88g沉淀为碳酸钡，所以溶液中一定有CO和 SO,n(SO)=n(BaSO)=0.02 mol,n(CO)=n(BaCO3) =0.04mol,c(S0)=0.1mol-L,c(C0号)=0.2mol-L。 溶液中一定没有Ba+。根据电荷守恒，溶液中一定有 Na,无法确定是否有CI,所以c(Na)≥2[c(SO)+ c(CO号)=0.6mol.L1。综上所述，D错误。 48 5.(1)过滤(2)NaCO3HCI(3)BaCO3+ 2HCl=BaCL2+H,0+CO2↑(4)不能应该在操作②的 滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶 【解析】分离NaC和BaCl2两种固体混合物，可先 加水溶解，然后加人过量Na,CO,溶液使BaCl2转化为沉 淀，过滤得到的沉淀A(BaCO3)经洗涤后加人盐酸可 生成BaC2溶液，经蒸发、结晶、干燥后可得固体 BaCl2;操作②所得滤液为NaCl和过量Na,CO,的混合 溶液，蒸发结晶得到固体C为NaCl和NaCO3,应先加 入过量盐酸除去过量NaCO3后再制得NaCI。 6.(1)漏斗、玻璃棒蒸发结晶(2)B2H+ CO=CO2↑+H,O(3)①稀盐酸②NaSO4溶液 ③猜想1不成立④有白色沉淀生成(4)甲同学制 得的NaCI晶体中含有SO ●“实验活动5不同价态含疏物质的 转化 1.A【解析】S与氧气反应生成SO2,二氧化硫再催 化氧化生成SO,A符合题意；Fe与S反应生成FeS, B不符合题意；Cu与S反应生成CuS,C不符合题意； Cu与氯气直接化合生成CuCl2,D不符合题意。 2.B【解析】亚硫酸的酸性大于碳酸，SO2和NaCO, 溶液反应生成NaSO3和CO2,A正确；NaSO3→NaSO4 发生氧化反应，Y可以是O2、HO2等氧化剂，B错误； 若X是氢氧化钠，反应①的离子方程式为SO2+2OH SO+H,0,C正确；SO2、NaSO中S元素的化合价为 +4,具有还原性，所以都能使酸性高锰酸钾溶液褪色， D正确。 3.B【解析】题干中描述的关系依次为S+O,燃 SO2;SO2+H2O-H2SO3;H2O+H2SO3+Br2-2HBr+H2SO4; Na,S+H,SO,=NaSO4+HS↑；2HS+H,SO,=3S↓+3H,O。 则甲、乙、丙、丁、戊依次为SO2、HSO、HSO4、 HS、S,故选B。 4.(1)①蓝紫色火焰②SO2+2H,S一3S+2HO ③SO2+C12+2H,0=HSO4+2HC1④铜片、浓硫酸Cu+ 2H,S0,(浓)△CuS04+SO2↑+2H,0还原氧化氧 化（或还原）还原（或氧化）(2)AE 【解析】(1)①硫黄在氧气中燃烧，产生蓝紫色火 焰；②SO2具有弱氧化性，可氧化HS中-2价的硫元 素：SO+2HS=3S+2H,0;③S02具有较强还原性，可 被CL,氧化：SO2+Cl2+2H,O=HSO4+2HC1;④浓硫酸具 有强氧化性，可被Cu还原生成SO2。(2)C2中氯元素N 高中化学必修第册（人教版） 第三节 无机非金属材料 基 础练) 知识点I硅酸盐材料 土经高温烧结而成 ● 1.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是 D.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物 赞誉越窑秘色瓷的诗句，描绘我国古代精：5.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物 美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为 和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。请回 硅酸盐制品，下列有关说法正确的是 答下列问题： ( (1)下列物质不属于硅酸盐的是 A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 (填字母)。 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 A.陶瓷 B.玻璃 C.硅酸盐制品的性质稳定、耐高温 C.水泥 D.生石灰 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 (2)可用于制作计算机芯片和太阳能电池 2.在制水泥、玻璃的生产中，共同使用的主 的是 (填化学式)，SO2是 要原料是() 玻璃的主要成分之一，SO,与氢氧化 A.NazCO3 B.石灰石 钠溶液反应的化学方程式为 C.石英 D.焦炭 0 3.陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不 (3)工艺师常用 (填物质名称) 属于陶瓷制品的是() 来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为 A.电器中的绝缘瓷管 B.实验室中的坩埚 (4)工业上常用2C+SiO2商温Si+2C0↑制 C.实验室中的试管 备硅单质，该反应中有元素化合价升 D.建筑上烧制的砖瓦 高的物质是 (填化学式，下 4.世界瓷都一泉州德化盛产陶瓷，下列说 同)，氧化剂是 0 法不正确的是() A.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、 知识点☑新型无机非金属材料 抗氧化等优点 6.从科技前沿到人类的日常生活，化学无处 B.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化： 不在。下列说法正确的是() 学成分是硅酸盐 A.国产大型飞机C919用到的氮化硅高温 C.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏： 结构陶瓷属于新型无机非金属材料 18)练 第五章化工生产中的重要非金属元素。 B.量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯：9.化学与科技、生活密切相关。下列叙述正 互为同位素 确的是( C.清华大学取得芯片领域重要突破，相 A.GaN具有半导体的性质，常用作LED 关成果在《科学》杂志发表，芯片的 灯的芯片，属于新型无机非金属材料 主要成分是二氧化硅 B.从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电， D.常温下S的化学性质稳定，在自然界 因此是电解质 中硅主要以单质形式存在 C.宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结 7.贵州三大代表性陶器品类包括平塘牙舟 构陶瓷的主要成分是硅酸盐 陶、织金砂陶和遵义余庆陶。下列有关陶 D.杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人 瓷的说法错误的是() 所采用芯片的主要成分为二氧化硅 A.陶瓷烧制过程中发生了化学变化 10.氮化硅(SiN4)是一种重要的高温结构 B.新型陶瓷和传统陶瓷一样都是硅酸盐 陶瓷材料，用石英砂和原料气（含N2和 材料 少量O2)制备Si,N4的操作流程如图（粗 C.新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术 硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物)： D.高温结构陶瓷可应用于火箭发动机 焦炭 稀酸Y 8.碳纳米管是由石墨烯卷曲成的单层或多层 石英砂还原一→粗硅高温氨化酸洗→S,N, 的直径为2~20nm的中空管状结构。下列 原料气→操作X 滤液 说法不正确的是( 第10题图 下列叙述不正确的是( 石墨烯 碳纳米管 A.“还原”反应的化学方程式为SiO+2C 第8题图 商温Si+2C0↑ A.碳纳米管是一种胶体 B.粗硅提纯所得的高纯硅是制造光导纤 B.石墨烯卷成管状结构发生了化学变化 维的材料 C.石墨烯和碳纳米管互为同素异形体 C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜网 D.根据碳纳米管的形状可推测它可以用 D.“稀酸Y”可选用稀硝酸 作催化剂的载体 提 升练 1.下列关于硅及其化合物的叙述错误的是 为原料在玻璃窑中熔融制成的 ( B.玻璃、陶瓷、水泥、碳化硅都属于传 A.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂 统的硅酸盐产品 19 高中化学必修第二册（人教版） C.因为玻璃中含有SiO2,所以不能用带 遍使用高纯硅与纯氮在1300℃反应获 磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱性溶液 得。根据性质，推测下列不是氨化硅陶瓷 D.太阳能电池的主要成分是硅，太阳能 1 的用途的是(） 电池在生活中的应用有利于环保、节能 A.制汽轮机叶片 B.制有色玻璃 2.下列有关硅材料的说法不正确的是() C.制永久性模具 D.制造柴油机 A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂： 7.下列关于硅元素及其化合物的说法正确的 纸、砂轮等 是() B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作 ①硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、 高温陶瓷和轴承 难溶于水等特点②现代建筑物大量使用 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能 的沙子和水泥都是硅酸盐材料③水晶项 通信材料一光导纤维 链和石英玻璃都是硅酸盐材料④陶瓷是 D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛 具有悠久历史的硅酸盐材料⑤光导纤维 光液抛光单晶硅 的主要原料是二氧化硅⑥高纯度的硅单 3.玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻 质具有非常好的导电能力 璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻 A.①④⑤ B.①②③⑥ 璃的物质是() C.①②④⑤ D.②③④⑥ A.烧碱 B.纯碱 8.实验室用H2还原SiHCI3(沸点为31.85℃， C.氢氟酸 D.盐酸 密度为1.34g·cm3)制备高纯硅的装置如 4.熔融烧碱应选用的器皿是() 图所示（夹持装置和尾气处理装置略去）， A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 下列说法正确的是( 管式炉 C.生铁坩埚 D.陶瓷坩埚 SiHCI 5.北京2022年冬奥会上科技元素“星光熠 活塞K 空 熠”，向世界展现了一个现代化的中国。 212项技术在该次冬奥会上得以应用，如含 Zn粒 酸 有石墨烯的智能服饰、铝合金管材、碳纤 维和光导纤维等。下列有关说法不正确的 第8题图 是() A.装置Ⅲ的烧杯中盛装的是冰水 A.碳纤维是耐低温的无机非金属材料 B.实验时，应先加热管式炉，再打开活 B.光导纤维是硅酸盐材料 塞K C.铝合金是密度较小的金属材料 C.该实验中滴加13.55 mL SiHCI3,制得 D.石墨烯是热导率高的碳纳米材料 高纯硅2.814g,则SiHC1的利用率为 6.氨化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度 75% 大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普： D.为鉴定高纯硅中是否含微量铁单质， 20)练 第五章化工生产中的重要非金属元素。 需要用的试剂为盐酸、硫氰化钾溶液 若电弧炉中焦炭过量，还会有SC生 9.高纯硅用于制作光伏电池，如图是一种生 成，石英砂和焦炭生成SiC的反应 产高纯硅的工艺流程图： 中，氧化剂和还原剂的物质的量之比 石英砂、焦炭 HCI 州 为 电弧炉 流化床反应器还原炉→高纯硅 (2)整个操作流程都需隔绝空气，原因是 HCI 第9题图 (答出两条即可)。 已知：①流化床反应器的主反应：S+ (3)SiHCI3极易发生水解反应，其生成物 3HC125030w℃SiHCl+H2;②还原炉的主反 之一是一种可燃性气体，则SiHCI 应：SiHCl+H,Io12wcSi+3HCl;③SiHCl3 水解的化学方程式为 极易水解。 (1)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程 (4)上述操作流程中可以循环利用的物质 式为 是 _o 练(21