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

高中化学人教版必修二第五章第三节无机非金属材料测试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识，下列说法正确的是 A．名画《千里江山图》中青绿色的颜料绿松石是无机盐 B．《本草衍义》中“磁石，色轻紫，石上破涩，可吸连针铁”，“磁石”指氧化铁 C．定窑烧制出的“明如镜，薄如纸，声如磬”的瓷器，其主要原料为硅单质 D．古诗中“日照香炉生紫烟”，其现象呈现出金属元素的焰色 2．硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角。下列几种物质中含有硅单质的是 A．玻璃 B．光导纤维 C．太阳能电池板 D．水晶 3．“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是             A．九霄环佩木古琴 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．曾侯乙青铜编钟 A．A B．B C．C D．D 4．中国在5G芯片领域取得突破性进展。下列单质广泛用于制作芯片半导体材料的是 A．硅 B．铜 C．碳 D．铁 5．下列关于如图仪器使用的说法错误的是 A．b和f可用于海带的灼烧 B．a和c可用于溶液的配制 C．d和e可用于物质的分离 D．均属于硅酸盐材料 6．下列有关物质制备的反应正确的是 A．工业制备粗硅： B．工业制备纯碱： C．工业制备硝酸： D．实验室制备氢氧化铝： 7．工业制备高纯硅的主要过程：石英砂粗硅高纯。下列说法错误的是 A．石英砂的主要成分为，可用来制备光导纤维 B．制备粗硅的反应方程式为 C．300℃时发生反应的化学方程式为 D．1100℃时发生反应的化学方程式为 8．推理是化学学科核心素养的重要内容，下列推理合理的是 A．硅是常用的半导体元素，锗也是常用的半导体元素 B．制金属钠用电解熔融氯化钠，推测制金属铝用电解熔融氯化铝 C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，推测F2与水反应生成HF和HFO D．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3则SO2与Na2O2反应生成Na2SO3 9．聚合硫酸铁（Ⅲ）是一种新型、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，工业上用高硫铝土矿（主要成分为、少量）为原料制备聚合硫酸铁的部分工艺流程如图所示。下列说法正确的是 A．“焙烧”过程中若生成，则转移电子 B．“滤液”中含有的阴离子主要为 C．“聚合”过程中试剂A作还原剂，使各种离子发生聚合 D．实际生产过程中，为了加快反应速率，整个流程均选择高温条件 10．下列各组物质中，满足图示关系但在一定条件下不能一步转化的组合有 选项 X Y Z W A B Si C Na NaOH NaCl D HClO HCl A．A B．B C．C D．D 11．胶体在生产、生活中有广泛应用(Liepatoff规则：胶核总是选择性地吸附与其本身组成相似的离子形成胶粒)。硅胶溶液组成如下：    下列叙述正确的是 A．胶粒中表面离子数目一定大于束缚反离子 B．与硅胶溶液胶核组成相似 C．和足量盐酸反应得到硅胶粒子数约为 D．硅胶溶液的胶团中 12．下列实验设计能达到实验目的的是 选项 A B C D 实验装置及药品               实验目的 蒸发结晶 收集NO 比较酸性： 制备无水氯化铁 A．A B．B C．C D．D 13．下列有关说法中正确的个数有 ①聚氯乙烯是混合物，具有防潮、防水、绝缘等性能，常用来生产食品包装袋 ②KA1(SO4)2·12H2O俗称明矾，可以用来给自来水杀菌消毒 ③电解、电离、电泳都需要在通电条件下才能完成 ④胶体与其他分散系的本质区别是能否发生丁达尔效应 ⑤玻璃、水泥、陶瓷都属于传统无机非金属材料 ⑥H2SO4中硫元素处在最高价态，所以H2SO4在反应中表现强氧化性 ⑦SO2、NH3的水溶液都能导电，所以SO2、NH3均是电解质 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 14．硫是一种重要的非金属，位于元素周期表中第三周期第ⅥA族。根据硫及其化合物的性质回答问题。能实现下列物质间直接转化的元素是 单质氧化物酸或碱 A．硅 B．铁 C．铜 D．硫 15．下列离子方程式书写正确的是 A．向饱和溶液中先通氨气，再通入CO2： B．和少量氨水反应： C．向硫化钠溶液中通入过量SO2： D．氢氟酸雕刻玻璃发生的离子反应： 二、填空题 16．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。 (1)水晶和玛瑙的主要成分均为为___________(填“酸性”、“碱性”或“两性”)氧化物，写出与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：___________。 (2)用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作___________。 (3)工业上制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅； ②粗硅与干燥气体在300℃反应制得和； ③与过量在1000~1100℃反应制得纯硅。 Ⅰ.第②步制备反应的化学方程式为：___________，步骤①②③中属于氧化还原反应的是___________(填序号)。 Ⅱ.整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和另一种物质，写出该反应的化学方程式：___________。 17．许多无机非金属材料中含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，是人类赖以生存和发展的物质基础。水泥、玻璃和陶瓷是常见的传统无机非金属材料。 (1)生产普通硅酸盐水泥的主要原材料是黏土和___________(填物质名称)，二者与其他辅料经混合、研磨后在___________(填设备名称)中煅烧。 (2)建筑装饰中常在玻璃上雕刻图案或花纹，用于刻蚀玻璃的化学试剂是___________(填化学式)。 (3)一种制备高纯硅的工艺流程如图所示。    ①电弧炉中发生反应的化学方程式为___________，当反应转移2mol电子时，参加反应的焦炭的质量为___________g。 ②还原炉中发生反应的化学方程式为___________。 ③列举两点高纯硅在生活中的用途：___________。 18．填空： (1)用高锰酸钾(KMnO4)测定室内甲醛含量，发生反应如下，配平该方程式：______________。 配制KMnO4溶液，定容的操作方法为_______________________。 (2)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，原因是__________(填化学方程式)。 (3)写出Na2SO4和NaCl混合溶液中的检验方法：___________________。 (4)从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体FeSO4•7H2O的实验操作为__________、__________、过滤、冰水洗涤、烘干。取27.8g FeSO4•7H2O隔绝空气加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。 分析数据，写出90℃残留物的化学式：__________；440~470℃时固体物质发生反应的化学方程式是________________________。 19．硅是带来人类文明的重要元素之一，硅与二氧化硅广泛应用于通讯行业。 (1)工业上常用石英砂与焦炭在高温下反应制粗硅，其化学方程式是___________。 (2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：    ①反应Ⅱ的化学方程式为___________。 ②整个过程中必须严格控制无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外还可能使产品中混有杂质___________。整个过程中可以循环利用的物质是___________(填化学式)。 (3)如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。 ①洗涤石英砂的目的是___________。 ②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是___________。 ③在以上流程中，能否将盐酸改为NaOH溶液，请说明理由___________。 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 《高中化学人教版必修二第五章第三节无机非金属材料测试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C A A C B A B B 题号 11 12 13 14 15 答案 B D A D C 1．A 【详解】A．绿松石含有金属阳离子（、）和酸根（），属于无机盐中的碱式盐，A正确； B．“磁石”为磁铁矿，主要成分是，而非氧化铁（），B错误； C．瓷器主要原料是黏土，含硅酸盐，而非硅单质，C错误； D．“紫烟”是光线散射现象，与金属焰色反应无关，D错误； 故答案选择A项。 2．C 【详解】A．玻璃的主要成分是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，不含硅单质，A不选； B．二氧化硅具有良好的导光性，光导纤维的主要成分是二氧化硅，B不选； C．硅单质是良好的半导体材料，太阳能电池板的主要成分是硅单质，C选； D．水晶的主要成分是二氧化硅，D不选； 故选C。 3．C 【详解】A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，动物筋制得，A错误； B．裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成，B错误； C．商朝后期陶埙属于陶瓷，由硅酸盐制成，C正确； D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误； 故选C。 4．A 【详解】半导体材料需具备介于导体和绝缘体之间的导电性，硅单质因其适中的导电性和可调控性，成为芯片的主要材料；故选A。 5．A 【详解】A．海带的灼烧需使用坩埚，A错误； B．溶液的配制需要用到烧杯和容量瓶，B正确； C．分液漏斗和漏斗可用于物质的分离，C正确； D．普通玻璃和陶瓷均属于硅酸盐材料，D正确； 故选A。 6．C 【详解】A．工业制备粗硅生成硅和一氧化碳，，A错误；   B．工业制备纯碱反应为饱和铵盐水通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解为碳酸钠，涉及反应为：、，B错误； C．工业制备硝酸是二氧化氮和水生成硝酸和NO，C正确；    D．实验室制备氢氧化铝应该使用弱碱氨水，反应为：，D错误； 故选C。 7．B 【详解】A．石英砂的主要成分为，导光性较好，可用来制备光导纤维，故A正确； B．制备粗硅的反应方程式为，故B错误； C．300℃时和HCl反应生成和H2，化学方程式为：，故C正确； D．1100℃时和H2反应生成Si和HCl，化学方程式为：，故D正确； 故选B。 8．A 【详解】A．硅在金属和非金属之间，是常用的半导体元素，锗也排在金属和非金属之间，也是常用的半导体元素，A正确； B．制金属铝用电解熔融氧化铝，不用氯化铝，B错误； C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，但是F2氧化性较强，与水反应生成HF和O2，C错误； D．SO2有强还原性，Na2O2有强氧化性，二者反应生成Na2SO4，D错误； 故选A。 9．B 【分析】高硫铝土矿（主要成分为、少量）通入空气焙烧，转化为Fe2O3和二氧化硫，加氢氧化钠“碱浸”，Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，过滤后的滤渣主要是Fe2O3，Fe2O3酸溶后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n，据此解答。 【详解】A．“焙烧”过程中转化为Fe2O3和二氧化硫，方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，生成8molSO2时转移44mol电子，则每生成1molSO2转移电子数为5.5NA，故A错误； B．由分析可知，“滤液”中含有的阴离子主要为，B正确； C．试剂A 是氧化铁，“聚合”过程中Fe元素的化合价没有发生变化，氧化铁不作还原剂，C错误； D．温度过高会导致双氧水分解，不利于制备聚合硫酸铁（Ⅲ），D错误； 故选B。 10．B 【详解】A．氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁、氯化亚铁溶液与碱溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀、氢氧化亚铁与溶液中的氧气和水反应生成氢氧化铁、氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，则题给物质满足图示关系，且在一定条件下能一步转化，故A不符合题意； B．二氧化硅不溶于水，不能与水反应生成硅酸，则题给物质不满足图示关系，且在一定条件下不能一步转化，故B符合题意； C．钠与水反应生成氢氧化钠、氢氧化钠溶液与少量二氧化碳反应生成碳酸钠、碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、电解熔融氯化钠生成钠，则题给物质满足图示关系，且在一定条件下能一步转化，故C不符合题意； D．氯气与氢氧化钙溶液反应生成次氯酸钙、次氯酸钙溶液与盐酸和二氧化碳反应生成次氯酸、次氯酸光照分解生成盐酸、盐酸与二氧化锰共热反应生成氯气，则题给物质满足图示关系，且在一定条件下能一步转化，故D不符合题意； 故选B。 11．B 【详解】A．胶粒中带负电荷数大于带正电荷数，表面离子数不一定大于束缚反离子数，A错误； B．由图示可知，胶核优先吸附，根据Liepatoff规则可得与硅胶溶液胶核组成相似，B正确； C．许多分子聚集一起形成胶粒，故形成胶粒数小于，C错误； D．胶团不带电荷，胶团中阴离子为硅酸根离子，阳离子为氢离子，根据电荷守恒，，D错误； 故答案选B。 12．D 【详解】A．蒸发结晶需要在蒸发皿中进行，A错误； B．被空气氧化生成，不能用排空气法收集，B错误； C．若酸性：，则实验中也无法观察到产生浑浊的现象，不能达到实验目的，C错误； D．氯化铁晶体需要在氯化氢氛围中加热，抑制氯化铁发生水解，失去结晶水得到无水氯化铁，能达到实验目的，D正确； 故选D。 13．A 【详解】①聚氯乙烯是混合物，聚氯乙烯有毒，不可用来生产食品包装袋，错误； ②KA1(SO4)2·12H2O俗称明矾，其溶于水中能形成氢氧化铝胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，达到净水的目的，但不可用来给自来水杀菌消毒，错误； ③电解、电泳都需要在通电条件下才能完成，但电离不需要通电，是在水分子或者加热熔融条件下，错误； ④胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子直径的大小，而不是是否能产生丁达尔效应，错误； ⑤玻璃、水泥、陶瓷都是无机硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，正确； ⑥H2SO4中硫元素处在最高价态，浓硫酸具有强氧化性，而稀硫酸没有强氧化性，故H2SO4在反应中不一定表现强氧化性，错误； ⑦SO2、NH3的水溶液都能导电，但由于并不是它们本身发生电离，所以SO2、NH3均不是电解质，而是非电解质，错误； 综上分析可知，只有⑤一个正确，故答案为：A。 14．D 【详解】A．硅和氧气反应生成二氧化硅，二氧化硅和水不反应，故A错误； B．铁和氧气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁和水不反应，故B错误； C．铜和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和水不反应，故C错误； D．硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，故D正确； 故选D。 15．C 【详解】A．向饱和食盐水中先通入足量的，再通入足量的，生成碳酸氢钠晶体和氯化铵：，故A错误； B．与水反应产生硫酸，与少量氨水反应为：，故B错误； C．向硫化钠溶液中通入过量SO2，溶液变浑浊，说明有S单质生成，SO2表现氧化性，可知发生反应的离子方程式为，故C正确； D．氢氟酸是弱酸，氢氟酸雕刻玻璃发生的离子反应，氢氟酸不能拆写为离子，反应的方程式为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，故D错误； 故答案选C。 16．(1) 酸性 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2)阻燃剂 (3) ①②③ SiHCl3+3H2O = H2SiO3+3HCl+H2↑ 【详解】（1）SiO2和碱反应生成对应的盐和水，为酸性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，化学方程式：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O； （2）用水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明可用作阻燃剂； （3）粗硅与干燥气体在300℃反应制得和，；SiO2和焦炭在3273K反应生成粗硅和CO气体，粗硅和HCl反应生成氢气和SiHCl3，SiHCl3和氢气在1380K左右反应生成纯硅和HCl，反应①②③中均存在化合价变化，则属于氧化还原反应的是①②③； 遇水剧烈反应生成、HCl和另一种物质，由化合价升降和原子守恒可知另一种物质为H2，故方程式为SiHCl3+3H2O = H2SiO3+3HCl+H2↑。 17．(1) 石灰石 水泥回转窑 (2)HF (3) 12 半导体材料、计算机芯片、太阳能电池的电极板等 【详解】（1）生产普通硅酸盐水泥的主要原材料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧； （2）玻璃的主要成分是SiO2，能和SiO2反应的酸只有HF，故用于刻蚀玻璃的化学试剂是HF； （3）①电弧炉中发生反应的化学方程式为，当反应转移2mol电子时，参加反应的焦炭的质量为12g； ②还原炉中发生反应的化学方程式为； ③高纯硅在生活中的用途有半导体材料、计算机芯片、太阳能电池的电极板等； 【点睛】硅和硅的氧化物还有硅酸盐是高中阶段常考的内容，也是重要的无机非金属，要掌握Si和SiO2以及硅酸盐的一些化学性质，也要重视一些个例 18．(1) 4+5HCHO+12H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O； 向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1～2cm，改用胶头滴管逐滴滴加，至凹液面最低处与刻度线齐平 (2)3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2 (3)取少量溶液于试管中，加入足量硝酸钡溶液，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，静置一段时间后取上清液于试管中，向试管中加入适量稀硝酸，然后加入硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成，说明混合溶液中含有氯离子 (4) 蒸发浓缩 冷却(降温)结晶 FeSO4•H2O 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 【详解】（1）在该反应中，Mn元素化合价由反应前中的+7价变为反应后Mn2+的+2价，化合价降低5价；C元素的化合价由反应前HCHO中的0价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高4价，化合价升降最小公倍数是20，所以、Mn2+的系数是4，HCHO、CO2的系数是5；根据电荷守恒可知H+的系数是12，最后根据H元素守恒，可知H2O的系数是11，则配平后该反应的离子方程式为：4+5HCHO+12H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O，配制KMnO4溶液，定容操作的方法为：向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1～2cm,改用胶头滴管逐滴滴加，至凹液面最低处与刻度线齐平，故答案为：4+5HCHO+12H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O；向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1～2cm，改用胶头滴管逐滴滴加，至凹液面最低处与刻度线齐平； （2）在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，不得留有水，由于铁与水蒸气反应生成四氧化三体和氢气，其反应的化学方程式为：3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2，故答案为：3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2； （3）Na2SO4和NaCl混合溶液中Cl-的检验方法：取少量溶液于试管中，加入足量硝酸钡溶液，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，静置一段时间后取上清液于试管中，向试管中加入适量稀硝酸，然后加入硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成，说明混合溶液中含有氯离子，故答案为：取少量溶液于试管中，加入足量硝酸钡溶液，硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，静置一段时间后取上清液于试管中，向试管中加入适量稀硝酸，然后加入硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成，说明混合溶液中含有氯离子； （4）由分析可知，从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体FeSO4•7H2O的实验操作为蒸发浓缩、冷却(降温)结晶、过滤、冰水洗涤、烘干，因为得到带水的晶体，故需要在低温下烘干，防止晶体失水， 由以上分析可知90℃残留物质量为17.0g，其中m(FeSO4)=15.2g，n(FeSO4)=0.1mol，m(H2O)=1.8g则n(H2O)==0.1mol，则化学式为FeSO4•H2O，0.1molFeSO4可生成0.05molFe2O3，质量为0.05mol×160g/mol=8.0g，440℃～470℃时固体物质为Fe2O3，发生反应的化学方程式是2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，故答案为：蒸发浓缩；冷却(降温)结晶；FeSO4•H2O；2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 19．(1) (2) HCl、 (3) 除去石英砂中的NaCl杂质 增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率 不能，因二氧化硅能与NaOH溶液反应 【详解】（1）工业上常用石英砂与焦炭在高温下反应制粗硅，为了使石英砂反应更充分，所使用的焦炭往往过量，故生成的产物是CO而不是CO2，其化学方程式是； （2）①反应Ⅱ是氢气和SiHCl3发生氧化还原反应生成硅单质和氯化氢，其化学方程式为： ； 在有氧环境下，生成的硅单质会被氧气氧化成二氧化硅，会导致产品中混有二氧化硅； 反应I生成的氢气可以在反应II中循环使用，反应II中生成的HCl可在反应I中循环使用，故循环使用的物质是H2和HCl； （3）①洗涤石英砂的目的是除去石英砂中的可溶性的NaCl杂质； ②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率； ③盐酸不可改为NaOH溶液，因为二氧化硅是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，导致得不到二氧化硅； 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $