备战高考化学无机非金属材料大题培优及详细答案Word格式.docx

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玉的成分是硅酸盐，玉的硬度比河砂小，“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，据此分析解答。

【详解】

A．玉有软玉和硬玉两种，软玉和硬玉的成分都是硅酸盐，石灰石成分为碳酸钙，不属于硅酸盐，故A错误；

B．玉的成分都是硅酸盐，不是碳酸盐，与盐酸反应不能放出CO2，故B错误；

C．“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，故C正确；

D．金刚砂是人工制成的碳化硅，玉的成分是硅酸盐，故D错误；

答案选C。

3．下面关于硅的叙述中，正确的是（）

A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应

B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位

C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在

D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料

【答案】D

A．硅的非金属性比碳弱，A项错；

B．硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B项错；

C．硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错；

答案应选D。

4．下列说法不正确的是

A．氧化镁熔点很高，可作为优质的耐高温材料

B．有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成

C．溴化银可用于感光材料，也可用于人工降雨

D．分子筛可用于物质分离，还能作干燥剂和催化剂

A．氧化镁是离子化合物，离子键很强，所以氧化镁熔点高，可作耐高温材料，故A正确；

B．某些金属氧化物呈现特殊的颜色，分散于玻璃中即可制得有色玻璃，故B正确；

C．溴化银不稳定，见光易分解，可用于制感光胶卷，碘化银可用于人工降雨，故C错误；

D．分子筛中有许多笼状空穴和通道，具有强吸附性，可用于分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等，故D正确；

故答案：

C。

5．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（）

①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氮气

A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤⑦

①SiO2+2C

Si+2CO↑，制备粗硅的反应，所以能反应，故不选；

②SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；

③SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；

④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故不选；

⑤不反应，氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸，故选；

⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O，强碱能腐蚀玻璃，故不选；

⑦SiO2+CaO

CaSiO 

3，故不选；

⑧不反应，有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2

Si3N4+6CO，故选；

故答案为：

【点睛】

SiO2在高温下与碳单质反应生成硅单质和一氧化碳，而非二氧化碳，二氧化硅中硅元素是+4价，变成了后来的0价，而碳从0价就先被氧化成+2价的，也就是说二氧化硅的氧化能力比较小，只能把碳氧化成一氧化碳！

6．我国“神舟”系列载人飞船的成功发射，标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”

（1）火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。

为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是____________

A．在高温下不融化　　　　B．在高温下可分解气化

C．在常温下就分解气化　　D．该涂料不可能发生分解

（2）火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：

N2O4+N2H4→N2+H2O。

请配平该反应方程式：

————N2O4+————N2H4→————N2+————H2O，_________

该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______。

（3）为了向宇航员提供氧气，飞船上有专门的供氧装置。

现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾（KO2）。

①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式（超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似）：

________________________；

_________________________。

②你选择的供氧剂是：

_____，原因是：

____________________________。

【答案】B1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O2∶1产物无污染2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24KO2+2CO2=2K2CO3+3O2KO2原因是：

单位质量产生氧气多

（1）为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。

N2O4+N2H4→N2+H2O，配平时，利用化合价升降法进行配平。

该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子，被还原的是N2O4中的N原子。

从产物看，N2、H2O都不是大气污染物，由此得出优点。

（3）①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。

②通过两反应对比，可确定选择的供氧剂。

故选B。

答案为：

B；

（2）在反应N2O4+N2H4→N2+H2O中，N2O4中N显+4价，N2H4中N元素显-2价，产物中N元素显0价，依据电子守恒，可得出如下关系：

N2O4——8e-——2N2H4，从而得出配平的反应方程式：

1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；

该反应中若参加反应的N2O4为1mol，则被氧化的N原子为4mol，被还原的N原子为2mol，二种原子物质的量之比是2∶1。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物无污染。

2∶1；

产物无污染；

（3）①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气，化学方程式为：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；

4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。

；

②从单位质量的供氧量分析，选择的供氧剂是：

KO2，原因是：

单位质量产生氧气多。

KO2；

平常所用的物品，对表面涂料的要求是稳定，能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用，而火箭的涂层不是为了防锈，而是“为了防止火箭温度过高”，即起到降温的作用，所以解题时，只有理解题意，才能不出现解答错误。

7．中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。

（1）建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是__________________。

（2）高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是________________；

乘务员使用的无线通话机的芯片材料是________________。

（3）高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与比例中的二氧化硅反应的化学方程式______________________________。

（4）高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式_________。

【答案】黏土石灰石SiO2Si4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2H++SiO32-==H2SiO3（胶体）

（1）水泥属于三大硅酸盐产品之一，主要原材料是黏土和石灰石，故答案为：

黏土、石灰石；

（2）纯净的二氧化硅具有良好的导光性，可以用于制备光导纤维；

硅单质是良好的半导体材料，可以用作芯片材料，故答案为：

SiO2；

Si；

（3）氢氟酸与二氧化硅反应生成四氯化硅气体和水，反应方程式为：

4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O，故答案为：

4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；

（4）硅酸钠与盐酸发生复分解反应生成难溶的硅酸和氯化钠，离子方程式为：

2H++SiO32-=H2SiO3（胶体），故答案为：

2H++SiO32-=H2SiO3（胶体）。

8．探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：

请回答：

（1）X的化学式是____。

（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是____。

（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式____。

【答案】Mg2SiO4或2MgO·

SiO2SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2OSiO2＋2C

Si＋2CO↑

无机盐X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO2，物质的量=1.8g÷

60g/mol=0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量=0.03mol×

76g/mol=2.28g，金属质量=4.20g-2.28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH）2，金属离子物质的量=3.48g÷

58g/mol＝0.06mol，质量为0.06mol×

24g/mol=1.44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量=0.03mol×

92g/mol=2.76g，金属质量4.20g-2.76g=1.44g，物质的量=1.44g÷

24g/mol=0.06mol，得到X为Mg2SiO4，则

（1）X的化学式是Mg2SiO4或2MgO·

SiO2。

（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O。

（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2＋2C

Si＋2CO↑。

9．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。

其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。

C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为氧化物。

请回答下列问题：

（1）A、D、E的化学式分别为________、________、________。

（2）A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？

_____________________。

（3）写出D→C反应的化学方程式：

（4）写出E→D反应的化学方程式：

【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OH2SiO3

SiO2＋H2O

B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。

B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，

（1）由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3；

因此，本题正确答案是:

SiCl4，SiO2，H2SiO3。

（2）四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯；

因此，本题正确答案是：

粗硅提纯；

（3）二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；

SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。

（4）H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3

SiO2＋H2O；

H2SiO3

SiO2＋H2O。

硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；

二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。

10．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。

已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。

M与其他物质的转化关系如图1所示（部分产物已略去）：

（1）写出B的电子式________。

（2）若A是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，写出A和B水溶液反应的离子方程式__________________________。

（3）若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示，则A与B溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为_____________；

c（HCl）=________mol/L。

（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是______________________________________。

（5）若A是一种可用于做氮肥的化合物,A和B反应可生成气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式为___________________。

（6）若A是一种溶液，可能含有H＋、NH

、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、CO32-、SO42-中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_____________________，它们的物质的量浓度之比为______________。

【答案】

Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑NaOH、Na2CO30.05先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4ClH＋、Al3＋、

、

c（H＋）∶c（Al3＋）∶c（

）∶c（

）＝1∶1∶2∶3

（1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH；

（2）若A是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，则A为Si，Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2；

（3）曲线中，从0.4L～0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；

（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解；

（5）若A是一种氮肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；

（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；

中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n（H+）：

n（Al3+）：

n（NH4+）之比，再结合电荷守恒计算与n（SO42-）的比例关系，据此计算。

（1）B为NaOH，其电子式为

（2）A为Si，Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2，反应的离子方程式为Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑；

生成0.01molCO2需要的盐酸为200mL，结合反应原理NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则c（HCl）=

=0.05mol/L；

（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：

液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失；

（5）若A是一种氮肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：

3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，

中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应H++OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积，发生反应Al3++3OH-=Al（OH）3↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，发生反应NH4++OH-=NH3•H2O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n（H+）：

n（NH4+）=1：

1：

2，由电荷守恒可知，n（H+）：

n（NH4+）：

n（SO42-）=1：

2：

3，故c（H+）：

c（Al3+）：

c（NH4+）：

c（SO42-）=1：

3。

11．固体化合物X由四种常见的元素组成，为探究其成分，某学生进行如下实验：

①20.8gX固体进行实验，得到白色粉末1质量12.0g，白色粉末2质量为6.0g；

②白色粉末2可用作耐高温材料，白色粉末3是一种常见干燥剂；

请回答问题：

（1）X中金属元素的名称是______。

（2）化合物X与足量盐酸反应离子方程式______。

（3）在高温条件下，白色粉末2中某元素单质与白色粉末1反应，是工业制备另一种单质方法之一，写出该反应的化学方程式______。

【答案】钙、镁Ca4Mg3Si4O15+14H+=4Ca2++3Mg2++4H2SiO3+3H2O2Mg+SiO2

2MgO+Si

化合物X与过量盐酸反应生成白色胶状沉淀与无色溶液，其中白色胶状灼烧得到的白色粉末1能与NaOH溶液反应得到无色溶液，故白色胶状沉淀为H2SiO3、白色粉末1为SiO2；

无色溶液与过量的NaOH溶液反应得到白色沉淀，经灼烧生成的白色粉末2可用作耐高温材料，可知白色粉末2为MgO；

白色粉末3是一种常见干燥剂，结合转化可知白色粉末3为CaO；

由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素，而固体化合物X由四种常见的元素组成，与盐酸反应没有气体生成，根据元素守恒可知X不可能含有H元素，而是还含有O元素，化合物X为硅酸盐，改写为氧化物的形式，由原子守恒可知SiO2、MgO、CaO的物质的量，得到它们的比，就可得出X的化学式。

根据上述分析可知：

白色胶状沉淀为H2SiO3；

白色粉末1为SiO2；

白色粉末2为MgO；

白色粉末3为CaO；

由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素，而固体化合物X由四种常见的元素组成，与盐酸反应没有气体生成，根据元素守恒可知X不可能含有H元素，而是还含有O元素，化合物X为硅酸盐，改写为氧化物的形式，由原子守恒可知n（SiO2）=12.0g÷

60g/mol=0.2mol，n（MgO）=6.0g÷

40g/mol=0.15mol，故n（CaO）=（20.8g-12.0g-6.0g）÷

56g/mol=0.2mol，n（CaO）：

n（MgO）：

n（SiO2）=0.2mol：

0.15mol：

0.2mol=4：

3：

4，所以X的化学式为：

4CaO•3MgO•4SiO2。

（1）由上述分析可知，X中金属元素的名称是：

钙、镁；

（2）化合物X与足量盐酸反应离子方程式：

Ca4Mg3Si4O15+14H+=4Ca2++3Mg2++4H2SiO3+3H2O；

（3）在高温条件下，MgO中某元素单质与SiO2反应，是工业制备另一种单质方法之一，应是Mg与SiO2反应制备Si，同时生成MgO，该反应的化学方程式为：

2Mg+SiO2

2MgO+Si。

12．2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。

工业中利用锂辉石（主要成分为LiAlSi2O6，