1、化学 无机非金属材料的专项 培优 易错 难题练习题附答案化学 无机非金属材料的专项 培优 易错 难题练习题附答案一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）1下列各项操作中不发生先沉淀后溶解现象的是（ ）向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量的H2SO4向Ba(NO3)2溶液中通入过量SO2向石灰水中通入过量CO2向硅酸钠溶液中滴入过量的盐酸A B C D【答案】D【解析】【分析】【详解】中发生的反应是Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，NaHCO3比Na2CO3溶解度小但质量大，且反应中中消耗H2O，所以有沉淀析出且不溶解，符合；向Fe(OH)3胶体中加入
2、H2SO4首先发生胶体的聚沉，出现Fe(OH)3沉淀，H2SO4过量，Fe(OH)3与H2SO4反应而溶解，不符合；硝酸钡溶液中通入二氧化硫，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，能氧化亚硫酸为硫酸，溶液中生成硫酸钡沉淀，现象是只生成沉淀，符合；向澄清石灰水中通入过量的CO2，先生成碳酸钙沉淀，后沉淀溶解生成碳酸氢钙溶液，反应现象是先沉淀后溶解，不符合；向硅酸钠溶液中滴入过量的盐酸，发生反应Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl，只生成白色沉淀，符合；答案选D。【点睛】本题考查常见物质的的化学反应与现象。向溶液中加入某物质，先出现沉淀后沉淀溶解的总结如下：（1
3、）向澄清石灰水中通入CO2(SO2)至过量。（2）向Fe(OH)3胶体中加入硫酸至过量（3）向可溶性铝盐中加入NaOH溶液至过量（4）向偏铝酸盐中加入盐酸至过量2以下有关物质用途的叙述正确的是( )A金属钠、金属镁等活泼金属着火时，可以使用干粉灭火器来灭火B利用高纯度硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能C食品包装袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品氧化变质D古有“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，今用乙醚从黄花蒿中可提取青蒿素是利用氧化还原反应原理【答案】B【解析】【分析】【详解】A金属钠、金属镁都能在二氧化碳气体中燃烧，所以活泼金属着火时，不能用干粉灭火器灭火，A不正确；B太阳能电池板
4、由高纯硅制成，它可实现光-电转换，将光能直接转化为电能，B正确；C氧化钙能够吸收空气中的水分，所以食品包装袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品受潮，不能起到抗氧化作用，C不正确；D根据相似相溶原理，用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素，是利用萃取原理，D不正确；故选B。3在生产和生活中应用的化学知识正确的是A玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品B晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料C碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂D发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔【答案】D【解析】【详解】A水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；B二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主
5、要原料，故B错误；C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故C错误；D碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，故D正确；答案选D。4习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在11001200反应制备高纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）。已知： SiHCl3 遇水H2O 强烈水解，在空气中易自燃。下列说法错误的是（ ）A装置 B 中的试剂是浓硫酸B实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞C装置C
6、中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化D装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化【答案】B【解析】【分析】【详解】ASiHCl3 遇水H2O 强烈水解，所以H2应干燥，故装置 B 中的试剂是浓硫酸，A正确；BSiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；CSiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；D制高纯硅时，温度在11001200，所以D不能采用普通玻璃管，D正确；故选B。5能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是ACO2溶于水形成碳酸，Si
7、O2难溶于水BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀【答案】B【解析】【分析】【详解】A酸性氧化物与对应酸的酸性强弱没有关系，则无法比较酸性，故A错误；B因往硅酸盐溶液通入二氧化碳，可以看到溶液变浑浊，是因为生成了难溶的硅酸沉淀，反应方程式是：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B正确；C比较强酸制取弱酸时在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能得到酸性强弱的结论，故C错误；D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体
8、，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸或硅酸强，但无法确定碳酸与硅酸的酸性的强弱，故D错误；故答案为B。6某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。（）甲同学在 a、b、c 三只烧杯里分别加入 50 mL 水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入 大小相近的锂、钠、钾块，观察现象。甲同学设计实验的目的是_反应最剧烈的烧杯是_（填字母）；写出 b 烧杯里发生反应的离子方程式_（）乙同学设计了下图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱，根据要求完成下列各小题（1）实验装置：（2）实验步骤： 连接仪器、_、加药品后，打开 a、然后滴入浓硫酸，加热。（
9、3）问题探究：（已知酸性强弱:亚硫酸碳酸）铜与浓硫酸反应的化学方程式是_，装置 E 中足量酸性 KMnO4 溶液 的作用是_。能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是_；试管 D 中发生反应的离子方程式是_。【答案】验证锂、钠、钾的金属性强弱； c 2Na+2H2O=2Na+2OH+ H2 检查装置气密性 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ 2H2O+ SO2 除去CO2中混有的SO2 盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀； SO2+ HCO3= CO2+ HSO3 【解析】【分析】乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性强弱。先用浓硫酸和铜在加热条件下制备二氧化硫气体，通入D试管与
10、饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，混合气体通入试管E，除去混有的二氧化硫，剩余的二氧化碳通入试管F与硅酸钠溶液反应，会出现白色沉淀。该实验需要改良的地方尾气处理装置，以及防干扰装置（防止空气中的二氧化碳进入装置F，干扰实验结构，可以加一个球星干燥管，内盛放碱石灰）。【详解】（）由某研究性学习小组设计实验验证元素周期律可得，甲同学设计的实验目的是：验证锂、钠、钾的金属性强弱；金属性：KNaLi，金属性越强，单质与水反应越剧烈，故反应最剧烈的烧杯是c；b 烧杯里发生反应的离子方程式：2Na+2H2O=2Na+2OH+ H2；（）（2）实验步骤： 有气体参与反应，先连接仪器、检查装置气密性、加药品（先加
11、固体，后加液体）后，打开 a、然后滴入浓硫酸，加热。（3）铜与浓硫酸反应的化学方程式是：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ 2H2O+ SO2；根据分析，高锰酸钾的作用是除去CO2中混有的SO2；非金属性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强，若碳酸可以制得硅酸，则可以证明碳酸强于硅酸，从而可以证明二者非金属性的强弱，故能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是：盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀；试管D用SO2与NaHCO3制备CO2，反应的离子方程式：SO2+ HCO3= CO2+ HSO3。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
12、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 SiO2 Si 4HF+SiO2=SiF4+2H2O 2H+SiO32-=H2SiO3（胶体） 【解析】【详解】（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；
13、（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氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：其中NH2中各元素的化合价与NH3相
14、同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为_。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式_。【答案】SiO22NaOH=Na2SiO3H2O Si
15、Cl43H2O=4HClH2SiO3 Si3N4 3SiCl42N26H2Si3N412HCl 【解析】【分析】根据题中反应流程可知，石英砂在高温下被碳还原得到粗硅，粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅，精馏后得到较纯的四氯化硅，四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅，四氨基硅高温下生成氮化硅，据此解答。【详解】（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO22NaOHNa2SiO3H2O；（2）石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；四氯化硅精馏属于物理变化；四氯化
16、硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应；Si(NH2)4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应；答案为；（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，说明有氯化氢产生，反应的方程式为SiCl43H2O4HClH2SiO3；（4）3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，结合原子守恒判断A是氨气，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3，所以氮化硅的化学式为Si3N4；（5）A是氨气，则B和C是氮气和氢气，则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式为3SiCl42N26H2Si3N412HCl。9某固体中
17、可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成 100mL 溶液。学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：请回答下列问题：(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是_；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线12cm 处，改用_，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_ A称量时砝码已经生锈； B溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作； C定容时俯视；D定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；E.容量瓶不干燥，含有少
18、量蒸馏水。(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_，一定不存在的离子是_。(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为_。【答案】检查是否漏水 改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3 【解析】【分析】向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在
19、SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；第(2)题根据进行分析；【详解】(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确； B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误； C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量
20、的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，故答案为：AC；(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：SO42-、Al3+、Ba2+，故答案为：CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-+2H+=CO2+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3。10A、B、C、D、E、F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应是置换反应。（1）若 A、D、F 都是非金属
21、单质，且 A、D 所含元素在周期表中同一列，A、F 所含元素在周期表中同一横行，则反应的化学方程式是_。（2）若 A 是常见的金属单质，D、F 是气态单质，反应在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是_；（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生，A、D 相遇有白烟生成，反应的化学方程式是_。（4）若 A、D为单质，且 A 原子核内所含质子数是 D 的 2 倍，B 是参与大气循环的一种物质，和两个反应中都有红棕色气体生成，反应的化学方程式是_。【答案】SiO22CSi2CO 2Fe2Cl22Fe32Cl 4NH35O24NO6H
22、2O C4HNO3CO24NO24H2O 【解析】【分析】【详解】（1）若A、D、F都是非金属单质，反应是置换反应，A、D同主族，根据框图可知，A与F生成E，C与F也能生成E，因此只能是SiO2与C反应，则A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si，E是CO2、F是O2。反应的方程式为SiO22CSi2CO。（2）若A是常见的金属单质，反应是置换反应，D、F是气态单质，根据框图可知，A与F生成E，C与F也能生成E，因此A只能为Fe，D为H2，F为Cl2，B为HCl，C为FeCl2，E为FeCl3。反应的方程式为2Fe2Cl22Fe32Cl。（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个
23、反应中都有水生成，反应需要放电才能发生，A、D 相遇有白烟生成，所以A是氨气，B是氯气，C是氮气，D是氯化氢，F是氧气，E是NO，反应的化学方程式是4NH35O2 4NO6H2O。（4）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，B 是参与大气循环的一种物质，反应是置换反应，根据框图可知，A为Mg，D为C，B为CO2，C为MgO，又知和两个反应中都有红棕色气体生成，F为HNO3。反应的化学方程式是C4HNO3CO24NO24H2O。【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊
24、气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。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：20.8gX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；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+3H2O 2Mg+SiO22MgO+Si 【解析】【分
25、析】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，
26、就可得出X的化学式。【详解】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)=12.0g60g/mol=0.2mol，n(MgO)=6.0g40g/mol=0.15mol，故n(CaO)=(20.8g-12.0g-6.0g)56g/mol=0.2mol，n(CaO)：n(MgO)：n(SiO2)=0.2mol：0.1
27、5mol：0.2mol=4：3：4，所以X的化学式为：4CaO3MgO4SiO2。(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+SiO22MgO+Si。【点睛】12请按要求完成下列各题：（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式_（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为_（3）将一小块钠
28、投入到盛溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，其总反应的离子方程式为_（4）石灰乳与苦卤中的Mg2+反应的离子方程式_（5）成分为盐酸的洁厕灵与“84”消毒液混合使用，易中毒，其中反应的离子方程式为_（6）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_【答案】S+2H2SO4 3SO2+2H2O SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3+2HCO3- 2Na+2H2O+Cu2+Cu(OH)2+H2+2Na+ Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+ Cl-+ClO-+2H+Cl2+H2O 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 【解析】【分析】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成
29、SO2和水；(2)在Na2SiO3溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3；(3)钠与硫酸铜溶液的反应实质为：钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，据此写出反应的离子方程式；(4)石灰乳与苦卤中的Mg2+反应生成Mg(OH)2和Ca2+；(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水；(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。【详解】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2和水，发生反应的化学方程式为S+2H2SO4 3SO2+2H2O；(2)在Na2SiO3溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3，发生反应的离子方程式为SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3+2HC
