5.3 无机非金属材料-【重难点手册】2025-2026学年高中化学必修第二册同步练习册（人教版）

第三节 无术 A基础过关练 。测试时间：12分钟 1.[知识点1、2](2024·广东选择考)计时器的发 展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 ()。 A.制作日晷圆盘的石材属于无机非金属材料 B.机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其 材质属于合金 C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中 石英的成分为SiC D.目前“北京时间”授时以铯原子钟为基 准，1Cs的质子数为55 2.[知识点1]定窑是宋代五大名窑之一，其生产的 白瓷闻名于世。下列说法正确的是()。 A.传统陶瓷是典型的绝缘材料 B.陶瓷的主要成分为SiO2和MgO C,烧制陶瓷的过程只发生了物理变化 D.白瓷呈现白色是因为含铁量较高 3.[重难点1]地壳中含量占第一位和第二位的元 素形成的化合物为A。下列物质中在一定条件 下能与A反应的有()。 ①氢氟酸②浓硫酸③烧碱溶液④Na2CO? 固体⑤氧化钙⑥浓硝酸 A.①②⑥ B.②③⑥ C.①③④⑤ D.全部 4.[重难点1，题型1]在给定的条件下，下列选项所 示物质间的转化均能实现的是()。 A.SiO,i SiHci H2 B.O.cl C.SiH.SiO,HSiO D.NaSiO,(aH:SiO,ckCaSiO, 5.[重难点1，题型1]A、B、C、D、E五种物质中均 含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的 转化关系。若该元素用R表示，则A为R的氧 化物，D为R的单质，D与NaOH溶液反应生成 C和H2。 第五章化工生产中的重要非金属元素 肌非金属材料 焦炭、高温 D NaOH溶液 ① ④ 石灰石、高温 B CaCl,溶液 ② ⑤ 加热 过量盐酸 ③ E ⑥ 请回答下列问题： (1)写出对应物质的化学式：A C ,E (2)反应①的化学方程式为 (3)反应④的离子方程式为 (4)H2CO3的酸性强于E的酸性，请用离子方程 式予以证明： (5)100gA与石灰石的混合物充分反应后，生 成的气体在标准状况下的体积为11.2L,则 100g混合物中碳酸钙的质量分数是 (6)已知NH与R的简单氢化物在一定条件下 反应后可得到一种耐高温陶瓷材料（仅含两种 元素，摩尔质量为140g·mol1)和H2,写出 该反应的化学方程式： B综合提能练 。测试时间：15分钟 1.[知识点1]Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之 一。下列有关其性质的说法不正确的是( )。 A.可发生反应Ca.SiO,十4NH,C1△CaSiO,十 2CaC2+4NH3↑+2H2O B.具有吸水性，需要密封保存 C.能与SO2反应生成新盐 D.与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2 2.[知识点1、4]材料是人类生存和发展的物质基 础。下列有关材料的说法，错误的是()。 A.碳纳米管可用于制造电池是由于其具有优良 的电学性能 B.生产普通玻璃和水泥的主要原料中都包括石 灰石 C.“中国天眼”传输信息用的光纤材料和即将问 世的6G芯片，其主要成分均是硅单质 D.2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨 烯，石墨烯与金刚石互为同素异形体 17 铺重难点手册高中化学必修第二册RJ, 3.[知识点2、3]氮化硅(SiN4)是一种重要的结构 陶瓷材料，抗腐蚀能力强。用石英砂和原料气 (含N2和少量O2)制备SiN4的操作流程如图 所示（粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物）， 下列叙述错误的是( 焦炭 稀酸Y 石英砂→还原→粗硅→高温氮化酸洗→Si,N。 原料气操作X 滤液 A.“还原”反应中还原产物为CO B.“高温氮化”反应的化学方程式为3Si十2N2 商温SigN, C.“操作X”可将原料气通过足量灼热的铜粉 D.“稀酸Y”可选用稀硝酸 4.[重难点1]X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原 子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y 原子的最外层电子数等于X原子的次外层电子 数，且Y原子的半径大于Z原子。下列叙述正 确的是()。 A.熔点：X的氧化物比Z的氧化物高 B.热稳定性：X的简单氢化物大于Z的简单氢 化物 C.X与Z可形成离子化合物ZX D.Y的单质与Z的单质均能与浓硝酸反应 5.[知识点3，重难点1]请回答下列问题。 (1)氢氟酸与SiO2反应可生成二元强酸H2SF6 (氟硅酸)，反应的离子方程式为 (2)在高温烧结氮化硅陶瓷的过程中，二氧化硅、 碳、氮气发生反应生成两种化合物，该反应的 化学方程式为 (3)将硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合， 并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3和 CaO,请写出该反应的化学方程式： (4)新型战斗机常用纳米SiC粉体作为吸波材 料。高温分解Si(CH3)2C2可制得SiC,同 时还生成CH4和一种常见酸性气体，写出该 反应的化学方程式： 18 C培优突破练 。测试时间：8分钟 1.[知识点2，重难点1们（经典·山东等级考）三氯甲 硅烷(SiHC3)是制取高纯硅的重要原料，常温下 为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为一126.5℃， 易水解。实验室根据反应Si十3HC△SHC,十 H2,利用如下装置制备SiHCI3粗品（加热及夹 持装置略)。回答下列问题： B 浓硫酸 管式炉 -Γ- A 、冷却液 冰水 NaOH 溶液 D (I)制备SiHCI3时进行操作：(i)…;(iⅱ)将 盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；（ⅲ）通入 HC1,一段时间后接通冷凝装置，加热开始反 应。操作(1)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SiHCI3中H元素显一1价，SiHCI3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HCI的SiHCla 的纯度。 1g样品经水解、干燥等预处理过程得到硅 酸水合物后，进行如下实验操作：① ③ (填操作名称)，③称量。实验测 得所得固体氧化物质量为m2g,从下列仪器 中选出操作①、②中需使用的仪器，依次为 (填序号)。样品的纯度为 (用含m1、m2的代数式表示)。4mol电子，设n(NO)为x,n(NO2)为y,由得失电子守恒 由得失电子守恒可知，O十NO,”失去的电于数与O2得到的电于数相等 有3x十y=4mol,由原子守恒有x十y=2.2mol,联立两式 解得x=0.9mol,y=1.3mol。根据Cu失去的电子数等于 生成“NO+NO2”时HNO3得到的电子数，得2n(Cu) (0.9X3+1.3)mol=4 mol,n (Cu)=2 mol,n (CuSO)= 2mol。(4)对反应过程分析如下。 Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O 3.2g14ml Cu(NO3)2 可能剩余HNO, Vax10molCu(OH2+NaNO, NaOH 线索一：气体能全部被NaOH溶液吸收且溶液的质量增加 2.44g,说明气体的质量为2.44g。3.2g即0.05 mol Cu全 部反应，若只生成NO2,则生成0.1mol即4.6gNO2,而气 由得失电子守恒可知，2m(Cu)=n(NO2) 体的实际质量为2.44g,说明是NO2和NO的混合气体，且 n(NO,)≥n(NO),否则不能全部被NaOH溶液吸收。设NO 总质量为244g NO2的物质的量分别为xmol、ymol,则有 30x+46y=2.44, 3x+y=0.05X2, 解得x=0.02,y=0.04。 得失电子数相等 线索二：加入V mL a mol·L-1NaOH溶液，恰好使Cu 完全沉淀，溶液中的溶质为NaNO3,则与Cu反应后留在溶 液中的NO3共有Va×l0-3mol。综上可知，Cu与HNO3 Cu(NO)2,中的NO和可能过量的，HNO3中的NO 反应后，留在溶液中的NO3为Va×10-3mol,逸出的气体 中的N原子共有0.O6mol,则原HNO3溶液中HNO3的物 质的量为(Va×10-3+0.06)mol,所以c(HNO3)= 0.06+Va×10-3 mol.L-!=50+Va mol.L!] 14×10-3 14 专题2二氧化硫和氮氧化物的性质与 处理（脱硫、脱硝） 1.C[由题图可知，甲是N2、乙是CO2。反应I是N2十 O,高温2NO,在常温下很难发生；反应Ⅱ2N0十 2C0催化剂N十2C0,中N0是氧化剂.] 2.D[SO2是无色且有刺激性气味的气体，汽车尾气中的主 要大气污染物不包括SO2,氮的固定是将游离态的氮转化为 氮的化合物的过程，A、B、C三项错误；工业废气中的SO2可 采用石灰法进行脱除，如加人生石灰或石灰乳均可进行脱硫 处理，D项正确。] 3.C 流程分析 脱硫塔中CS与SO2烟气发生氧化还原反应，生成 CSO4和S2蒸气；将S2蒸气在硫冷凝器中冷凝，得到单 质S2和脱硫气体；将CaSO4与精煤混合放入再生塔中， 得到CaS和CO2,CaS循环使用。CaS再生 [再生塔中生成一种可循环的物质，该物质为CaS,A项错 8 误：脱硫塔中发生的反应为CaS十2S0,高温CaS0,十S,理 论上消耗的CaS与SO2的物质的量之比为1：2，B项错误； 失去2e 失去2ef 由Cas+2S0, 商温ca50,+5,可知，生成1mol(64g)S, 得到4e 时转移4mol电子，则生成32gS2时转移2mol电子，C项 正确；硫冷凝器中通过冷凝将S,分离，没有发生氧化还原反 应，D项错误。] 4.(1)NaOH(合理即可)。(2)S。 (3)2Mg(OH)2+2S02+02=2MgSO+2H2 O. [(3)在碱的作用下，SO2转化为盐，亚硫酸盐的还原性强，不 稳定，稳定的含Mg化合物应是MgSO4,所以反应应有O2 参与，产物是MgSO4。] 5.(1)2HNO2+CO(NH2)2-2N2个+CO2个+3H2O。 (2)1.5≤x<2;3:2。 (3)3C1O2+4NO+4OH=3C1+4NO3+2H2O;C1O2+ 2S02+4OH--C1-+2SO2+2H2O。 [(1)写出反应物和生成物：HN0十C0N2一→凡个+ Y3价 牛3×2价 CO2个+H2O,依据化合价升降值相等进行配平。(2)由化 学方程式可知，NO不能被单独吸收，NO和NO2的混合气体 被00，溶流完全吸收需满足≥1，即≥L5,因 气体为NO,NO2的混合气体，所以x的取值范围为1.5≤ x<2。设NO2、NO的物质的量分别为a、b,则n(NO)= mN0)=+M=生，由号， a-b 2 2 1:9解得a:b=3:2。(3)NaClo2溶液吸收SO2、NO,氧化 产物是SO、NO,CIO2的还原产物是CI,反应在碱性条 件下进行，用OH来平衡电荷，可写出相应的离子方程式。] 第三节无机非金属材料 基础过关练 1.C[石英的主要成分为SiO2,C项不正确。] 2.A[传统陶瓷是典型的绝缘材料，高压输电线路使用了陶 瓷绝缘材料，A项正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是 SiO2和MgO,B项错误；烧制陶瓷的过程中发生了复杂的化 学反应，C项错误；陶瓷中含铁量越高，陶瓷的颜色越深，白 瓷中含铁量较低，甚至几乎不含铁，D项错误。] 3.C[由题意可知，A是SiO2。SiO2能与HF、NaOH溶液在 常温下反应，能与Na2CO3、CaO固体在高温下反应，但不与 浓硫酸、浓硝酸反应。] 4.A[SiO2与HCl(aq)、SiO2与H2O、H2SiO3与CaC2均不 反应，B、C、D三项不正确。] 5.(1)SiO2;Na2 SiOs;H2 SiO (2)2C+S0,商温si+200+. (3)Si+2OH+H20-SiO?+2H2↑。 (4)SiO3+CO2+H2O=H2SiO3V+CO号（或SiO号+ C02少量生成C0好 2CO2+2H2O=H2SiO3￥+2HC03)。 ±CO2过量生成HCO (5)50%。 (6)3SiH4+4NH3= 定条件SiN4十12H2。 框图分析 A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素， 该元素（用R表示）的单质D能与NaOH溶液反应生成 C和氢气，该元素只能是Si,则D为硅单质；A与焦炭在 S的特性，推断题突破口 高温下反应生成D,则A为SiO2;Si与NaOH反应生成 Na2SiO3和H2,C为Na2SiO3;根据反应②或反应⑤可推 得B为CaSiO3;根据反应⑥可推知E为H2SiO3。 [(5)A为SiO2,与CaC0,发生反应Si0,十CaC0,高温 CaSi0,+C0,↑，CaC0,在高温下发生分解，CaC0,高温 Ca0+CO2个，生成11.2LCO2,则n(CaC03)=n(C02)= 0.5mol,故CaCO3的质量为50g,100g混合物中CaC03的 质量分数为50%。(6)NH3与SiH4在一定条件下反应生成 Si3N4和H2。] 综合提能练 1.D[Ca3SiO5属于硅酸盐，可以看作CaSiO3·2CaO,NHC1 受热分解生成碱性气体NH3和酸性气体HCl,Caa SiOs与 NH4Cl在加热条件下反应生成CaSiO3、CaCl2、NH3和 H2O,A项正确；水泥遇水会凝固，可见水泥具有吸水性，故 需密封保存，B项正确；Cag SiO5能与SO2反应生成CaSO, C项正确；Cag SiO与盐酸反应的产物为CaC2、H2SiO3、 H2O,D项不正确。] 2.C[碳纳米管具有优良的电学性能，可用于制造电池，A项 正确；普通玻璃的主要生产原料包括纯碱、石灰石、石英砂， 水泥的主要生产原料包括石灰石、黏土、石膏，B项正确；光 纤材料的主要成分是二氧化硅，C项错误；石墨烯、金刚石是 由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，D项正确。] 3.A[A项，“还原”反应是C将SiO2还原为Si,还原产物是 Si,氧化产物是CO,错误；B项，“高温氮化”发生Si与N2的 反应，生成SiN4,正确；C项，原料气中含N2和少量O2,因 为O2能与Si反应生成SiO2,故“操作X”的目的是除去O2, 将原料气通过足量灼热的铜粉可以得到纯净的N2,正确； D项，Fe、Cu的单质及化合物能与稀硝酸反应而与SiN分 离，故“稀酸Y”可选用稀硝酸，正确。] 4.B 元素推断 X、Y、Z均为短周期主族元素，Y原子的最外层电子 数等于X原子的次外层电子数，可推断出X原子的次外 层电子数和Y原子的最外层电子数都为2，设X原子的 最外层电子数为a,则有a十a十2=10，解得a=4,由于 Y原子的半径大于Z原子，则X为C,Y为Mg,Z为Si。 [A项，CO、CO2的熔点均较低，SiO2的熔点较高，错误； B项，非金属性：C>Si,故简单氢化物的热稳定性：CH4> SiH,正确；C项，C、Si形成的化合物SiC为共价化合物，错 误；D项，Mg能与浓硝酸反应，Si与浓硝酸不反应，错误。] 5.(1)6HF+SiOz=2H++SiF+2H2O. H,S丽。为二元强酸，应拆写为离子形式 (2)3S0,+2N十6C高温sN4+6C0. (3)Si+2NaOH-+-Ca(OHD,NSO,+Ca+. (4Si(CH),C,高温siC+CH,+2HC1个. 培优突破练 1.(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SHCL3;C和D之间缺少吸水装置。 (2)SiHCI3+5NaOH=Na2SiO3+H2个+3NaCl+2H2O。 (3)灼烧；冷却干燥；A、C 135.5m2×100%。 60m1 [(1)利用Si和HC1(气体)的反应制备SHC1,实验前要检 查装置的气密性，故操作（ⅰ）为检查装置气密性。制备反应 结束时，Si完全反应，SHC1(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SiHCI,球形冷凝管中会有较多 SiHCI3.残留，应该选择直形冷凝管，SiHCI3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)已知化合物SiHCI,中H元素显-1价，则SiHCI, 与H2O反应生成H2SiO3、HCI和H2,在浓NaOH溶液中 反应生成Na2SiO3、H2、NaCl。(3)由后续操作可知，SiHCI 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SO2,使用的仪器分别为A,C。根据 原子守恒可得关系式SiHCl~SiO2,则m1g样品中SiHC 的质量为%gX55,故样品纯度为 gX135.5 60 -×100% mig 135.5m2×100%.] 60m1 第五章单元学能测评 1.A[工业合成氨以N2和H2作反应物，A项正确。] 2.D[青花釉里红瓷盖罐为陶瓷，陶瓷的主要成分为硅酸盐。] 3.B[氨水、NaOH溶液均可吸收H2S,但发生的不是氧化还 原反应；双氧水有氧化性，H2O2能通过化学氧化法去除 H2S,发生的反应为HzO2十H2S一S↓+2H2O;FeSO4溶 液与H2S不反应。] 因为FeS会与H2SO4友应 4.B[SiC是共价化合物，A项错误；SiC的晶体结构与金刚石 相似，熔点高、硬度大，B项正确：C元素为6号元素，故核素 1“C的质子数为6，C项错误；石墨烯是碳元素组成的单质， 不属于有机物，D项错误。] 5.A[Si、A1与NaOH溶液反应产生的气体均为H2;铜和浓 硝酸反应生成NO2,随溶液浓度变稀，又生成NO;锌和浓硫 酸反应生成SO2,随溶液浓度变稀，又生成H2;红热的炭与 足量的浓硝酸生成NO2和CO2。] 9