5.3 无机非金属材料-【名师大课堂】2025-2026学年高中化学必修第二册同步小作业（人教版）

2.C加入铁粉后，溶液中先发生反应①Fe十4H+十NO?; —Fe3++NO+2H2O,生成Fe3+,即a点时生成} 试剂瓶中，见光分解的化学方程式为4HNO,(浓)光 4NO2个+O2个+2H2O。(3)X和Z的反应为3NO2+ 0.1 mol Fe3+;a点后Fe3+开始减少、Fe2+开始增加，即溶 H2O一2HNO3+NO,NO2被氧化生成HNO3、被还原 液中发生反应②Fe十2Fe3+—3Fe2+,当Fe3+完全反应 生成NO,即被氧化与被还原的NO,的物质的量之比是 后，Fe2+仍然在增加，即溶液中发生反应③Fe十2H+ 2:1。(4)①W为SO2,Y为CO2,除去CO2中的SO2,所 Fe2++H2个。则a点过后H+仍有剩余，而NO3已完全 选试剂应能与SO,反应而与CO,不反应，题中所给试剂 反应。 符合要求的为酸性高锰酸钾溶液和饱和NaHCO3溶液；② 结合上述分析可知，a,点前发生反应①，生成0.1 mol Fe3+ Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4,化学 时生成0.1 mol NO,由于NO3完全反应，则x=0.1;由反} 方程式为SO2+Br2+2H2O—H2SO1+2HBr。(5)Cu 应②和n(Fe3+)=0.1mol可知，Fe3+与Fe反应生成的： 与浓HNO3反应的化学方程式为Cu十4HNO3(浓) n(Fe2+)=0.15mol,而最后生成0.2 mol Fe2+,即反应③！ Cu(NO3)2+2NO2+2H20. 生成的n(Fe2+)=0.05mol;反应①、③分别消耗0.4mol 第三节无机非金属材料 和0.1molH+,由x=0.1可知y=0.2,A项错误。根据·A级基础过关练 上述分析可知，a点前发生反应①，B项错误。b点溶液中1.D陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，主要原料是黏土， Fe+与Fe3+物质的量相等，设ab段反应消耗xmol A正确：制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英砂，B正确：硅 Fe3+,由关系式2Fe3+~3Fe2+可知，生成1.5.xmol: 酸盐制品的性质稳定、熔点较高、耐腐蚀，C正确：沙子的主 Fe2+,得1.5x=0.1-x,解得x=0.04;b点时溶液中剩余 要成分是二氧化硅，D错误。 的n(Fe3+)=0.1mol-0.04mol=0.06mol,由反应Cu+2.DC、Si、Ge都是第IVA主族元素，A正确：光纤的主要成 2Fe3+—2Fe2++Cu2+可知最多可溶解的n(Cu)= 分是SO2,B正确：新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构 0.06mol=0.03mol,其质量为0.03mol×64g/mol= 材料，C正确；富勒烯和石墨烯都是碳元素的单质，D错误。 2 ·3.答案(1)11：23(2)氢气易燃易爆、硅会和空气中的氧 1,92g,C项正确。根据分析可知，反应①生成n(NO)= 气反应(3)过量氯化钡过量碳酸钠 0.1mol,反应③生成n(H2)=0.05mol,故整个过程共产 (4)氢气氯化氢 生0.15mol气体，在标准状况下的体积为0.15mol×22.4 解析(1)S0,+2C高温2C0+Si.Si0,+3C3273K L/mol=3.36L,D项错误。 SiC十2C0个，由化学方程式可知，若产物中粗硅与碳化硅 3.BF为红棕色气体，则F为NO2,NO2和H2O反应生成 的物质的量之比为10：1，则参与反应的SiO2和C的物质 NO和HNO3,HNO3和C在加热条件下反应生成CO2、! 的量之比为(10十1)：(20十3)=11：23。(2)氢气易燃易 NO2和H2O,A(CO2)和Na2O2反应生成Na2CO3和D 爆且硅会和空气中的氧气反应，故反应②③均须在无氧环 (O2),HNO3和Cu反应生成Cu(NO3)2、E(NO)和H2O,: 境中进行。(3)粗盐水精制过程中，加入过量氢氧化钠除 NO和O2反应生成NO2,C(NH3)催化氧化生成NO和 去镁离子、加入过量氯化钡除去硫酸根离子、加入过量碳 H2O,M受热分解生成NH3、CO2和H2O,则M为 酸钠除去钙离子和过量的钡离子，且氯化钡、碳酸钠顺序 (NH4)2CO3或NH4HCO3。A为CO2,B为H2O,A、B互 不可调换。(4)在题述制备高纯硅的过程中，氢气、氯化氢 换位置也满足题中流程，A正确：反应①的化学方程式为 既是反应物又是生成物，故可循环使用的物质有氢气、氯 2Na2O2+2CO2—2Na2CO3十O2,根据化学方程式分！ 化氢。 析，生成1mol氧气转移2mol电子，B错误：F与水的反应 B级能力提升练 为H,O+3NO2一2HNO十NO,反应中氧化剂与还原1.A 在硅酸盐中，S和O构成了硅氧四面体，硅氧四面体 剂的物质的量之比为1：2，C正确：C为NH3,D为O2, 结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶 C可以在D中燃烧生成N2即4NH3+3O2 点燃 2N2+ 于水的特点，A正确：瓷器为多种硅酸盐的混合物，不是纯 6H2O,D正确。 净物，B错误：莫来石的主要成分为铝硅酸盐，C错误：“窑 4.答案(1)H20 变”过程中发生复杂的化学变化和物理变化，D错误。 (2)挥发4HNO,(浓)光4NO◆+O,◆+2H,0 2.D干燥管中的碱石灰是碱性干燥剂，可以吸收HC1尾 气，并可以防止空气中的水分进入收集容器，不能用无水 (3)2:1 CaCl2、硅胶等固体干燥剂替换，A正确：使用浓H2SO4和 (4)①BD②SO2+Br2+2H2O-H2SO4+2HBr NaCl混合加热制取HCl利用了浓H2SO4的高沸，点、难挥 (5)Cu+4HNO3(浓)-Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 发性，B正确：由于SiHCI3的熔点为一128℃，沸点为 解析常温下，X是红棕色气体，则X为NO2:Y能使澄清： 33℃，所以冰盐浴的目的是降低收集容器的温度，使Si 石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色，则Y为CO2:结合！ HCl3冷凝为液体，C正确；工业上用过量的焦炭与石英砂 甲与M反应得到NO2、CO2,并结合题中信息可知甲为 HNO3、M为C,则Z为H2O:再结合乙的浓溶液露置在空 混合治炼粗硅，发生反应的化学方程式为S102十2C高温S +2CO↑，D错误。 气中一段时间，质量增加浓度降低，可知乙为H2SO1,则W 3.答案(1)纯碱、石灰石、石英砂SiO2+2NaOH 为SO2。(1)由上述分析可知，Z为H2O。(2)甲为1 Na2 SiOg+H2O HNO3,浓硝酸具有挥发性，在空气中放置一段时间质量减 小浓度降低。浓硝酸见光易分解，故浓硝酸应保存在棕色： (2)0s0,+2C高温s+2C0+②HC1、H2 56 解析(1)生产普通玻璃的主要原料为纯碱、石灰石和石 总能量高于2Cl2(g)和2H2O(g)的总能量，所以该反应发 英砂：氢氧化钠溶液和SiO2发生反应：SiO2+2NaOH 生后，会释放出能量，C正确。 N2SiO3十H2O,Na2SiO3具有黏合性，所以盛装氢氧化钠：2.B根据题图可推知，2 mol HC1断键时吸收862kJ热量， 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。(2)①石英砂的主要成分是： 1molH2和1 mol Cl2成键时放出的热量为436kJ+ 二氧化硅，用石英砂和焦炭在电孤炉中制粗硅，该反应的： 243kJ=679kJ,则HC1分解为H2与Cl2时需要吸收热 化学方程式为Si0,十2C高温s十2C0个。②粗硅与氯化 量，A错误：形成2 mol HCI中的化学键需要放出862kJ 热量，则断开2 mol HCI中的化学键时需要吸收862kJ热 氢在流化床反应器中加热反应生成SiHCI3和H2,SiHCI3 量，故断开1 mol HC1中的化学键时吸收431kJ热量，B正 再与氢气在还原炉中加热反应得到高纯度的硅和HCI,则} 确：甲到乙吸收热量，乙到丙放出热量，甲到丙放出热量， 可以循环利用的物质有HC1、H2。 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙， 第六章化学反应与能量 C错误；1molH2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCI放出能 第一节化学反应与能量变化 量，则1molH2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HC1的 能量，D错误。 第1课时化学反应与热能 :3.答案(1)①放出298.2化学能转化成热能②a A级基础过关练 ③弱 1.BA项，没有涉及化学变化；B项，碳酸钙受热分解为吸 (2)45.5 热反应：C项，没有涉及化学变化：D项，涉及物质的爆炸， 解析(1)①1mol白磷在氧气中燃烧断键吸收的总能量 为放热反应。 为198kJ×6+498kJ×5=3678kJ,成键放出的总能量为 2.D化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，有 585kJ×4+360kJ×12=6660kJ,0.1molP4(白磷)在氧 的反应表现为吸热，也有的反应表现为放热，A错误。并！ 气中充分反应放出(6660kJ一3678kJ)×0.1=298.2kJ 非必须从外界吸收能量后才能表现出放热，比如中和反： 能量，在此过程中能量的转化形式为化学能转化为热能； 应，B错误。石墨完全转化为金刚石时，要吸收热量，说明 ②白磷在氧气中燃烧是放热反应，能量变化可用图a表 石墨比金刚石更稳定，C错误。化学反应是吸热还是放热： 示：③能量越低越稳定，白磷转化为红磷释放能量，红磷能 取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相} 量低，白磷比红磷的稳定性弱。(2)16gCH3OH(I)的物质 对大小：若反应物具有的总能量小于生成物具有的总能！ 的量为0.5mol,根据图示的转化关系可知，生成1mol 量，该反应为吸热反应：若反应物具有的总能量大于生成： CH3OH(1)放出91k的能量，则生成0.5 mol CH3OH(I) 物具有的总能量，该反应为放热反应，D正确。 放出91kJ×0.5=45.5kJ能量。 3B题图中信息是反应物总能量低于生成物总能量，是吸4.答案(1)①长颈漏斗②Ⅲ③U形管中红墨水左面 热反应，合成氨反应是放热反应，A错误；该反应是放热反 升高 应，反应时将化学能转化为热能，B正确：断裂H一H键会 (2)①光一热转换光一电转换②B 吸收能量，C错误：形成N一H键会释放能量，D错误。 解析(1)①装置Ⅲ中甲为长颈漏斗。②反应放热，使气 4.A根据①A十B→X(放热)可知，A、B总能量大于X: 体膨胀，I中U形管中红墨水左面下降，Ⅱ中烧杯中有气 根据②X→C(吸热)可知，X的能量小于C;再结合总反 泡冒出，均可说明反应是放热的：Ⅲ中没有形成密闭体系， 应A十BC为吸热反应，即A、B总能量小于C,可知A 无法证明该反应为放热反应。③氢氧化钡晶体与氯化铵 固体搅拌，反应吸热，导致装置「的锥形瓶中气体压强减 项正确。 小，U形管中红墨水左面升高。(2)①人类直接利用太阳 5.A节能并不是要减少能源的使用，而是要提高能源的使· 能的两种形式是光一热转换、光一电转换。②作为储能介 用效率，降低能耗，A不正确：人类获得热能的主要途径是 质应综合考虑下列因素才有应用价值：熔点比常温略高： 通过能源的燃烧，使用最多的常规能源是化石燃料，B正！ 熔化时吸热值较大，应考虑单位质量的固体盐在熔化时吸 确：提高燃料的燃烧效率能够减少燃料的用量，C正确：氢： 热越多越好：价格低廉：结合表格中数据可知Na2SO4· 能来源广，使用中无污染，是理想的新能源之一，D正确。 10H2O最适宜作储能介质，故选B。 6.D水的分解是吸热反应，A错误：氢能源由于受贮存和运 输等因素的限制，还未普追使用，但有巨大的开发利用价A级基础过关 第2课时化学反应与电能 值，B,C错误；水的分解是吸热反应，则2m01HO(D具有1，C火力发电过程是化学能→热能→机械能一电能，是化 的总能量低于2molH2(g)和1molO2(g)具有的总能量，： 学能间接转化为电能，A错误：煤炭为不可再生能源，B错 正确。 误：在燃煤过程中，会产生大量CO2和SO2,可导致温室效 B级能力提升练 应及酸雨，C正确；火力发电过程中，燃烧是关键，D错误。 1.A从题图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总2.B该装置为铜锌原电池，锌作负极，发生氧化反应，负极 能量，为放热反应，则断开旧化学键吸收的总能量小于形： 反应为Zn一2e一Zn2+,铜作正极，发生还原反应，正极 成新化学键所释放的总能量，A不正确、D正确：水蒸气转！ 反应为2H十十2e一H2个。铜作正极，不参与电极反 化为液态水会释放能量，若H2O为液态，则生成物总能量： 应，无铜离子产生，溶液不变蓝色，A、D错误：电解质溶液 将变小，B正确：从题图中可以看出，4HC1(g)和O2(g)的 中的氢离子在铜电极上得到电子转化为氢气，铜电极上有 57第三节无机 A级基础过关练 知识点一硅酸盐材料 1.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉 越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的： 青瓷工艺品。陶瓷、玻璃和水泥均为硅酸盐 制品，下列有关说法中不正确的是()： A.陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 知识点二新型无机非金属材料 2.《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星 发动机、超级计算机550W等超前的科技幻： 想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问 题。它们与化学有着密切联系，下列说法不 正确的是 ) A.我国“硅一石墨烯一锗高速晶体管”技术！ 获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素 B.我国提出网络强国战略，光纤线路总长超 过三千万公里，光纤的主要成分是SiO2 C.新型陶瓷碳化硅(SC)可作耐高温结构 材料 D.富勒烯、石墨烯都是含碳化合物 知识点三晶体硅的制备 3.在“双碳”目标影响下，光伏产业迎来“高光时 刻”。高纯硅是光伏发电技术中重要的基础： 15 非金属材料 原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图 所示。 石英砂焦炭C0 高温粗硅、HCL广 ⑦ ② SiHCI3(粗)提纯 HCI← H2 高纯硅←1080℃ SiHCI3.(纯) ⊙ (1)反应①常伴有副反应：Si0,十3C3273K SiC+2CO↑。若产物中粗硅与碳化硅的物 质的量之比为10：1，则参与反应的SiO2和 C的物质的量之比为 (2)反应②③均须在无氧环境中进行，原因是 (答出2点) (3)反应③所需的高纯H2可通过电解精制 的饱和食盐水获得。在粗盐水精制过程中， 为有效除去其中的Ca+、Mg2+和SO,应按 顺序加入过量NaOH、 和 ,并用稀盐酸调节 溶液的pH至中性。 (4)在上述制备高纯硅的过程中，可循环使用 的物质有 和 B级 能力提升练 知识点一无机非金属材料的性质与应用 1.原始瓷是中国乃至世界出现最早且初步具有： 瓷器特征的一种器物。考古工作者对某原始！ 瓷文物分析发现，其中含有石英颗粒，还有一 定量的莫来石(2Al2O3·xSiO2,1≤x≤1.5) 等。下列说法正确的是 ( ) A.在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体 B.瓷器质地均匀，硬度高，是纯净物 C.莫来石的主要成分为氧化物 D.瓷器烧制前后颜色不同的现象称为“窑 变”，“窑变”属于物理变化 知识点二硅及其化合物的制备与性质探究 2.芯片是信息革命的核心技术和主要推动力， 利用高温电炉冶炼得到的粗硅难以满足制作 芯片所需要的纯度要求，因此必须对粗硅进 行提纯。工业上采用Si与HCI在350℃左 右的条件下反应生成SHCL3,之后将其还 原、结晶得到高纯度的单晶硅产品。已知： SiHClg的熔点为一128℃，沸点为33℃，且 遇O。与H,O均剧烈反应。现要在实验室中 制取少量SiHCI.3,其实验装置如图所示，下 列说法不正确的是 浓HSO NaC 粗硅 碱石灰 2 浓HSO4 冰盐浴 16 A.不可以用无水CaCL,、硅胶等固体干燥剂 替换干燥管中的碱石灰 B.使用浓H2SO,和NaCI混合加热制取HCl 利用了浓H2SO,的难挥发性 C.冰盐浴的目的是降低收集容器的温度，使 SiHCI冷凝为液体 D.工业上用过量焦炭与石英砂混合冶炼粗 硅，其反应为Si0,十C商温si+C0,个 3.碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生 活中有广泛应用。 (1)硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，工 业生产普通玻璃的主要原料为 ;实验室盛放氢氧化钠溶液的试 剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞，请用化学 方程式解释原因： (2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等 产业都需要的基础材料。工业上制取高纯硅 有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下： 焦炭 HCI H2 石英砂→粗硅→SiHCI→高纯硅 电弧炉流化床反应器还原炉 ①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反 应的化学方程式为 ②该工艺流程中可以循环利用的物质有 (写化学式)。