无机非金属材料（练）-2024年高考化学

第09讲无机非金属材料

1.广东作为中国南大门，保存着不少国宝级文物。下列国宝级文物主要由陶瓷制成的是

A.元青花人物图玉壶春瓶B.南宋鎏金腰带

C.清象牙雕空雕八仙福寿提梁盒D.北宋木雕罗汉像

【答案】A

【解析】元青花人物图玉壶春瓶属于青花锭，由陶堂制成；故A符合题意；南宋婆金腰带与金属有关；故

B不符合题意；清象牙雕空雕八仙福寿提梁盒与象牙有关；故C不符合题意；北宋木雕罗汉像与木材有关；

故D不符合题意；故选A。

2.中华文明源远流长，下列文物属于无机非金属材料的是

A.老青铜错金马B.青铜链子壶C.双龙头实心铜印章D.越窑刻花龙抬头倒流壶

【答案】D

【解析】老青铜错金马、青铜链子壶、双龙头实心铜印章属于金属制品，越窑刻花龙抬头倒流壶属于陶究

制品；答案选D。

3.陶瓷版“冰墩墩''和“雪容融”均产自中国陶瓷之乡——福建德化县。德化陶瓷早在宋元时期就是“海上丝绸

之路”的重要出口商品。下列说法不年建的是

A.陶瓷、玻璃和水泥均属于传统无机非金属材料

B.陶瓷版“冰墩墩''上黑色涂料的主要成分为Fe2O3

C.高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能

D.陶瓷是以粘土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成

【答案】B

【解析】水泥、玻璃和水泥均属丁传统无机非金属材料，A正确；氏2。3是红色物质，而陶梵版“冰墩墩”上

黑色涂料，不是氧化铁，B错误；高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨蚀等优良性能，属于新型无机非

金属材料•，C正确；陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料•，经加工烧制发生复杂的化学反应而成的，D正确；

故答案为B。

4.航天科技的发展与化学密切相关。2013年12月15日，“玉兔号'’成为我国登陆月球的第一辆月球车。2022

年II月29日，神舟十五号载人飞船成功发射，首次实现6名航天员太空会师。中国航天科技集团计划2023

年安排60余次宇航发射任务。

下列说法中错误的是

C.二氧化硅可用作航天器太阳能电池板的材料

D.电解水产生氧气是宇航员供氧的主要来源

【答案】C

5.下列有关硅及其化合物的说法不正确的是

A.因为高温时SiO2与Na2co?反应放出CO2,所以H2S1O3酸性比H2co3强

B.SiO2晶体是由Si与O按照1:2的比例形成的立体网状结构，硅氧四面体不仅存在于SiO2晶体中，而

且存在于硅酸盐矿石中

C.水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯的主要成分为SiO2

D.青花瓷胎体的原料为高岭土［AbSizOUOHM，若以氧化物形式可表示为：AhO3-2SiO2-2H2O

【答案】A

【解析】常温下，硅酸钠与二氧亿碳反应生成硅酸，所以硅酸的酸性比碳酸弱，A错误；SiO?晶体是由Si

与0按照1：2的比例形成的空间立体网状结构，硅氧四面体不仅存在于SiCh晶体中，而且存在于硅酸盐

矿石中，B正确；水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯制品的主要成分为SiCh,C正确；硅酸盐制品可以改写

为氧化物的形式，活泼金属氧化物写在前，即［ALSi2O5（OH）4］以氧化物形式可表示为AbOKSdZFhO,D

正确：故选A。

6.沙子的主要成分是SiO2,SiO?属于酸性氧化物，部分性质与CO?、SO?类似。下列关于SiCh性质的预测

错误的是

A.SiCh能与氢氧化钠溶液反应生成NazSiCh和H2O

B.SQ高温下能与CaO反应生成CaSiCh

C.SiCh能与水反应生成硅酸

D.SiCh可以用作建筑材料

【答案】C

【解析】SiCh是酸性氧化物，SiO2能与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3和H2O,故A正确；SXh是酸性氧

化物，SiO?高温下能与CaO反应生成CaSiO3,故B正确；SiCh不能与水反应生成硅酸，故C错误；在建

筑领域中，SiCh可以用于制造混凝土、砖块、石膏板等建筑材料，故D正确；故选C。

7.化学与社会、生活密切相关。对■下列现象或事实的解释正确的是

选项现象或事实解释

A用氢氟酸刻蚀玻璃二氧化硅是碱性氧化物

B豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨这是一个自然固氮的过程

C过氧化钠可作呼吸面具中氧气来源过氧化钠能氧化二氧化碳

D用硅制光导纤维硅是良好的半导体材料

【答案】B

【解析】SQ与HF发生反应：SQ+4HF=SiFH+2H20,SiF4不属于盐，即SQ不属于碱性氧化物，故A

错误；豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨，为生物固氮，属于自然固氮，故B正确；过氧化伯与CO?发生

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，CCh中元素的化合价没有发牛.变化，故C

错误；晶体硅是良好的半导体材料，用于制作光导纤维的是二氧化硅，故D错误；故选B。

8.在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是

【答案】B

故选B。

9.化学是研究物质及其变化的科学。通常条件卜，卜.列各组物质按右图所示转化关系每一步都能一步实现

的是

选项甲乙丙J'

A/\

BSiSiF4

CNO

DCuCuO

【答案】D

【解析】氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁不能一步反应生成氧化铁，氧化铁也不能一步反应生成

氢氧化铁，选项A不符合；硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠不能一步反应生成二氧化硅，选项

符合；NO不能一步反应生成硝酸，浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，二氧化氮不能一步反应生成氨气,

选项C不符合：铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与氯化钢反应生成氯化

铜，氯化铜与铁反应生成铜，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与铁反应生成铜，转化关系每一步都能

一步实现，选项D符合；答案选D。

C.步骤(HI)操作可在蒸发皿中进行D.滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀

【答案】A

【分析】菱镁矿中加入盐酸，SiCh不与盐酸反应，则滤渣为SiOz,滤液X中加入足量NaOH,生成氢氧化

镁沉淀和偏铝酸钠，滤液Y为偏铝酸钠，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。

11.在给定条件下，下列物质间转化不能实现的是

【答案】C

【解析】黄铁矿在氧气中燃烧制得二氧化硫，二氧化硫在五氧化二帆的催化作用下与氯气共热反应制得三

氧化硫，三氧化硫被98.3%的浓硫酸吸收制得硫酸，则在给定条件下物质间转化能实现，故A不符合题意；

石英砂在高温条件下与焦炭反应制得粗硅，粗硅与氯化氢在加热条件下反应制得三氯硅烷，三氯硅烷高温

下与氢气反应制得高纯硅，则在给定条件下物质间转化能实现，故B不符合题意；偏铝酸钠溶液与足量的

盐酸反应制得氯化铝，不能制得氢氧化铝，则在给定条件下物质间转化不能实现，故C符合题意；催化剂

作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应制得一氧化氮，一氧化氮与氧气反应制得二氧化氮，二氧化氮与

水反应制得硝酸，则在给定条件下物质间转化能实现，故D不符合题意；故选C。

12.铁橄榄石［FeXSiOM是嫦娥五号月壤的主要含铁矿物之一，我国科学家发现陨石撞击过程的高温高压

可引发铁橄榄石发生熔融产生Fe",Fe'发生反应形成Fe与Fe*，下列相关选项错误的是

C.铁橄榄石熔融产牛.自由移动的Fe?+属于化学变化

D.该研究证明了月壤中存在歧化成因的单质铁

【答案】C

13.制造芯片用到高纯硅，用SiHC13（沸点：31.85℃,SiHCb遇水会剧烈反应，易自燃）与过量H2在1100~1200℃

反应制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法不正确的是

A.整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中的空气

B.装置II、HI中依次盛装的是浓H2so小温度高于32℃的温水

C.实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置IV石英管

D.尾气处理可直接通入NaOH溶液中

【答案】D

【分析】由实验装置可知，I中Zn与稀硫酸反应生成氢气，H中浓硫酸干燥氢气，IH中气化的SiHCb与过

量H2混合，W中高温下反应硅，且SiHCb遇水发生SiHCb+3H?0=H2SiCh+H2T+3HQ,以此来解答。

【解析】SiHCb的沸点为31.85。。且易自燃，因而整个实验的关键是控温、检查装置气密性和排尽装置中

的空气，故A正确；装置II中浓H2s04可干燥氢气，IH中盛装温度高于32℃的温水，目的是使滴入烧瓶中

的SiHCb气化，与氢气反应，故B正确；实验时应先打开装有稀硫酸仪器的活塞制取氢气，用氢气将装置

内的空气排出，收集尾气验纯，再预热装置N石英管，防止氢气不纯加热易爆炸，故C正确；SiHCb与氢

气在110（）〜12（乂）。（3反应制备高纯硅，因而处理尾气时，因该在通入NaOH溶液前加上防倒吸装置，故D错

误；故选D。

下列说法错误的是

A.反应2的副产物可作燃料

B.反应3和反应4的副产物可循环利用

C.反应1、2、3、4都是氧化还原反应

D.上述流程中反应3和反应4不可在同一容器中进行

【答案】C

下列说法正确的是

A.方案I中，“浸取”时使用98%浓硫酸

C.可用氯水和KSCN溶液检验漉液I和滤液II中是否含Fe>

D.方案I更符合环保要求

【答案】B

A.既是硅酸盐材料，又是金属材料

【答案】C

【解析】由化学式可知，斜长石、辉石、橄榄石的主要成分中都含硅元素，属于硅酸盐材料；金属材料是

指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，主要包括纯金属或合金，则三石不属于

金属材料，故A错误；由化学式可知，斜长石是性质稳定、不易水解的硅酸盐，故B错误；若辉石中n=l,

Y为V3+,由化学式可知，辉石中不含有铝元素，设X元素的化合价为+a,由化合价代数和为0可得：

a+3+4x2—2x6=0,解得a=l,则X可能为Na+,故C正确；橄榄石属于硅酸盐，可以用盐的形式表示，也

可以用氧化物的形式表示，当用氧化物形式表示时，若橄榄石中M只表示Mg,氧化物形式为2MgO-SiO,，

则橄榄石的氧化物形式不一定为MgOFeOSiCh,故D错误；故选C。

17.将过量的CO2分别通入下列溶液中：①CaCb溶液②Na2SiO3溶液③Ca(ClO)2溶液④饱和Na2c溶液,

最终溶液中有白色沉淀析出的是

A.①②③④B.@@C.①②③D.②③④

【答案】B

【解析】①碳酸酸性比盐酸弱，82与CaCb溶液不会反应，无沉淀生成，故①不符合题意；②碳酸酸性比

硅酸强，过量的CO2与NazSiCh溶液反应，即2cO2+Na2SiO3+2H2O=2NaHCO3+H2SiO31，产生硅酸沉淀，

故②符合题意；③碳酸酸性比次氯酸强，CO?通入Ca(C10)2溶液中能生成次氯酸和碳酸钙，当CCh过量时，

碳酸钙和CCh、水共同化合为溶于水的Ca(HCO3)2,无沉淀生成，故③不符合题意；④过量的CO?通入饱和

Na2c03溶液中发生反应，即Na2cO3+H2O+CO2=2NaHCO31,因为碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，所以有

NaHCCh晶体析出，故④符合题意：②©符合题意，选项B正确，答案为B,

18.某废催化剂含SiCh、ZnS、CuS及少量的Fe3O4,某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实

验流程如图：

卜.列说法正确的是

A.步骤①操作中，生成的气体可用CuSCh溶液吸收

B.检验滤液1中是否含有Fe?+,可以选用KSCN和新制的氯水

C.步骤②操作中，应先加6%H2O2,然后加入l.Omo卜UH2s。4

D.滤渣1和滤渣2均含有H2SQ3胶体，进一步加工可获得硅胶

【答案】A

【解析］步骤①操作中，生成的气体是HzS,可用CuSCh溶液吸收，正确；滤液1中存在Fe%检验是否

含有Fe2+,不能选用KSCN和新制的氯水，错误；若先加双氧水，三价铁容易催化双氧水分解，达不到氯

化的目的，错误；Si02与H2s04不反应，滤渣1和滤渣2均含有SiCh而不是HzSiCh胶体，错误；故选A。

19.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等

杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以

下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

连接

气

尾

理

处

置

装

相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解；

②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

③有关物质的物理常数见表：

物质SiCkBChAlChFeChPC15

沸点/℃57.712.8——315——

熔点/C-70.0-107.2———

升华温度/℃————180300162

请回答下列问题：

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式—。

(2)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_；装置F的作用是一。

(3)常用强碱溶液吸收尾气，反应的离子方程式为一。

(4)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精窗(类似多次蒸储)得到高纯度四氯化硅，精做后的残留物中，除

铁元素外可能还含有的元素是_(填写元素符号)。

(5)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸

性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是一。

(2)平衡气压，使盐酸顺利滴下浓硫酸防止水蒸气进入h使四氯化硅水解

(3)C12+2OH=C1+C1O+H2O

(4)AKP、Cl

2++3+2+

(5)5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn-4H2O

【分析】由制备四氯化硅的实验流程可知，A中发生二氧化箍与浓盐酸的反应生成氯气，B中饱和实验水除

去HC1,C装置中浓硫酸干燥氯气，D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅，产物SiCL沸点低，需要冷凝

收集，E为吸收装置，F可防止水蒸气进入h使四氯化硅水解，据此解答。

(2)浓盐酸有挥发性，故分液漏斗要加盖，加盖后如没有g管，则盐酸就不易流下去，g管的作用是平衡

压强，使液体顺利流出并防止漏气；参加反应的氯气是干燥的，则装置C中的试剂是浓硫酸：四氯化硅遇

水极易水解，则装置F的作用是防止水蒸气进入h使四氯化硅水解；

(3)氯气和氢氧化钠溶液反应的方程式为Cl2+2OH=Cl+CIO+H;O;

(4)D中氯气与粗硅反应生成SiCL,h瓶收集粗产物，精播粗产品可得高纯度四氯化硅，由表中数据可以

看出，蒸出SiCL气体时•，BC13早已成气体被蒸出，而A1C13、FeCh>PCI5升华温度均高于SiCL的沸点，

所以当SiCL蒸出