【化学】高考化学无机非金属材料解答题压轴题提高专题练习及详细答案

【化学】高考化学无机非金属材料解答题压轴题提高专题练习及详细答案一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）1．下列溶液中，不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3A．①④⑥⑦ B．①③⑤⑥ C．②③④⑦ D．①⑥⑦【答案】A【解析】【分析】玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中，据此分析解答。【详解】①碱石灰为CaO和NaOH的混合物，能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；②NaCl与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；③KNO3与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；④CaO为碱性氧化物，溶于水生成的氢氧化钙能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；⑤CuSO4与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；⑥NaOH能与二氧化硅发生反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；⑦Na2CO3水解呈碱性，与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠，所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中，符合题意；故答案为：A。2．下列说法中不正确的是（）A．硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中B．锂保存在煤油中C．硅在自然界中只有化合态D．实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞【答案】B【解析】【分析】【详解】A．硝酸银在光照或加热条件下会分解生成Ag、NO2、O2，因此一般将硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中，故A不符合题意；B．锂单质的密度小于煤油，不能保存在煤油中，一般保存在石蜡中，故B符合题意；C．根据硅的化学性质，在自然界中应该有游离态的硅存在，但Si是亲氧元素，其亲氧性致使Si在地壳的演变中，全部以化合态存在于自然界中，故C不符合题意；D．玻璃塞中含有SiO2，NaOH能够与SiO2发生化学反应生成Na2SiO3，因此实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，故D不符合题意；故答案为：B。3．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④普通玻璃是氧化物，成分可表示为SiO2⑤粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应⑥硅酸铜钡（BaCuSiOx，铜为+2价），x等于6，可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2A．①②⑥ B．①②③ C．①②③④ D．②③④⑤【答案】A【解析】【分析】【详解】①硅元素在自然界以化合态存在，主要是硅酸盐和二氧化硅，是构成一些岩石和矿物的基本元素，①正确；②水泥、玻璃、陶瓷都是传统无机非金属材料，主要是硅酸盐产品，制备原料都要用到含硅元素的物质，②正确；③光导纤维的成分是二氧化硅，高纯度的硅单质广泛用于制作硅能电池，③错误；④玻璃是混合物不是氧化物，主要成分是硅酸钠、硅酸钙、石英的混合物，成分可用氧化物的形式表示为：Na2O•CaO•6SiO2，④错误；⑤粗硅制备单晶硅的反应是：Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl，在这个过程中涉及到的反应为氧化还原反应，⑤错误；⑥硅酸盐改写成氧化物形式时，活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaO•CuO•2SiO2，⑥正确。①②⑥正确，答案选A。4．下列实验过程中，始终无明显现象的是（）A．SO2通入Ba(NO3)2溶液中B．O2通入Na2SO3溶液中C．Cl2通入Na2SiO3溶液中D．NH3通入Ca(HCO3)2溶液中【答案】B【解析】【分析】【详解】A．二氧化硫被硝酸氧化为硫酸根离子，SO2通入Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀，故不选A；B．O2通入Na2SO3溶液中，Na2SO3被氧化为Na2SO4，无明显现象，故选B；C．Cl2通入Na2SiO3溶液中，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和Na2SiO3反应生成硅酸白色胶状沉淀，故不选C；D．NH3通入Ca(HCO3)2溶液中生成碳酸钙沉淀和碳酸铵，故不选D；故选B。5．对于足球烯C60的认识错误的是（）A．是分子晶体 B．含有非极性共价键C．存在同素异形体 D．结构稳定，难以发生化学反应【答案】D【解析】【分析】【详解】A.C60之间的相互作用力是范德华力，属于分子晶体，A正确；B.足球烯中既有双键又有单键，化学键是共价键，且是非极性共价键，B正确；C.金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体，所以足球烯存在同素异形体，C正确；D．足球烯是属分子晶体，在常温下，碳碳之间键能大，也比较稳定，但其易发生加成反应，D错误；答案选D。6．《青花瓷》冲所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为十2价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是(

)A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B．易溶解于强酸和强碱C．性质稳定.不易脱色 D．x=6【答案】B【解析】【分析】【详解】A.硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示BaO•CuO•2SiO2，故A正确；B.硅酸铜钡能稳定存在，说明不易溶解于强酸和强碱，故B错误；C.《青花瓷》能长期不褪色，说明硅酸铜钡性质稳定不易脱色，故C正确；D.硅酸铜钡中Ba为+2价、Cu为+2价、Si为+4价、O为-2价，根据化合价代数和等于0，可知x=6，故D正确；选B。7．下列实验现象与氧化还原反应有关的是()A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成【答案】B【解析】【分析】【详解】A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色，是由于一水合氨电离出氢氧根离子的缘故，没有发生氧化还原反应，故A错误；B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色，是由于反应生成NO和硝酸，N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确；C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，发生的是复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不是氧化还原反应，故C错误；D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成，发生的是复分解反应生成硅酸，不是氧化还原反应，故D错误；故选B。8．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．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧ C．⑤⑧ D．⑤⑦【答案】C【解析】【详解】①SiO2+2CSi+2CO↑，制备粗硅的反应，所以能反应，故不选；②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，制备玻璃的两个反应之一，故不选；③SiO2+CaCO3CaSiO3+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+CaOCaSiO

3，故不选；⑧不反应，有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，故选；故答案为：C。【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！9．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【解析】【分析】(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。(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，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。【详解】(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。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。答案为：1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O；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。答案为：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。答案为：KO2；单位质量产生氧气多。【点睛】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。10．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）【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；（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）。11．A元素的一种单质是重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_______________。(2)将C与纯碱混合，在高温熔融时发生化学反应也可生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将E与D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。①写出生成D和F的化学反应方程式：____________________、__________________。②要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是________。A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．瓷坩埚D．铁坩埚【答案】氢氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC【解析】【分析】“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si，通过“光导纤维”可推测C为SiO2，SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2，故B为C，E为CO2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故F为H2SiO3。【详解】（1）SiO2易与氢氟酸发生反应，故答案为：氢氟酸；；（2）①根据分析可知答案为：；；②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故A项错误；B项石英玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故C项错误；D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故D项正确；故答案为：ABC。【点睛】半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。12．已知A是一种不溶于水的固体非金属氧化物，根据图中的转化关系，回答：（1）A是______，B是_____，D是_____。（2）写化学方程式：①_________；⑤_________。（3）写离子方程式：②__________；③________；④________。【答案】SiO2Na2SiO3H2SiO3Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑H2SiO3H2O＋SiO2CO2＋H2O＋SiO32-＝CO32-＋H2SiO3↓SiO2＋2OH－＝SiO32-＋H2OSiO32-＋2H＋＝H2SiO3↓【解析】【分析】由“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A为SiO2，再结合SiO2的相关性质：SiO2跟Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中会反应生成H2SiO3沉淀，则D为H2SiO3，H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O，说明A为SiO2是正确的，③为SiO2和NaOH的反应，可知B为Na2SiO3，则C为CO2，Na2SiO3可与酸反应生成硅酸，据此答题。【详解】由以上分析可知A为SiO2，B为Na2SiO3，C为CO2，D为H2SiO3。（1）由以上分析可知A为SiO2，B为Na2SiO3，D为H2SiO3，故答案为：SiO2；Na2SiO3；H2SiO3。（2）①SiO2和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，故答案为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。⑤H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O，反应方程式为：H2SiO3H2O＋SiO2，故答案为：H2SiO3H2O＋SiO2。（3）②硅酸酸性比碳酸弱，硅酸钠和二氧化碳、水反应可生成硅酸，反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3，离子方程式为：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓，故答案为：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓。③二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O。④Na2SiO3可与盐酸反应生成硅酸，方程式为Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓，离子方程式为：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓，故答案为：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓。【点睛】解框图题的方法：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、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等，本题的突破口为：“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。13．离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语，请按要求书写：(1)写出下列反应的离子方程式①向石灰石滴加盐酸________________；②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸__________。(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式①________________；②____________________(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________。【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2++2H+=H2SiO3↓2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OFe+CuSO4=Cu+FeSO43Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O【解析】【分析】(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水；②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠；(2)①可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水；②可表示Fe溶于可溶性铜盐；(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水。【详解】(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水，发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠，发生反应的离子方程式为+2H+=H2SiO3↓；(2)①可表示少量CO2和NaOH溶液的反应，反应方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；②可表示Fe与CuSO4溶液的反应，反应方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。【点睛】离子方程式的书写步骤一般为：①“写”：写出有关反应的化学方程式；②“拆”：可溶性的电解质用离子符号表示，其它难溶的物质、气体、水等仍用化学式表示；③“删”：删去方程式两边不参加反应的离子；④“查”：检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等。14．某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知:PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。（1）实验时要先通入足够长时间的N2，其原因是_________。（2）装置B的作用是__________。（3）装置C、D所盛试剂分别为______、______，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的总化学方程式为_________。（4）该装置的缺点是_________。【答案】用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰作安全瓶，防止倒吸澄清石灰水PdCl2溶液3SiO2+4C2CO2↑十2CO↑+3Si没有尾气处理装置将CO吸收【解析】(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通入足够长时间的N2，故答案为：要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰；(2)根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸，故答案为：作安全瓶，防止倒吸；(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si，故答案为：澄清石灰水；PdCl2溶液；3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si；(4)一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收，故答案为：没有尾气吸收装置将CO吸收。15．某种胃药中抗酸剂为CaCO3。甲、乙两同学为测定其中CaCO3含量，分别设计以下两种方案（药片中的其它成分与HCl和NaOH溶液均不反应）。请回答下列有关问题：（1）甲同学拟用下图装置测量样品与足量稀盐酸反应生成CO2的体积，来分析CaCO3的含量。则①X的作用是__________。②B中不可改用饱和Na2CO3溶液，用离子方程式说明理由_______。（2）乙同学拟用以下操作测定样品中CaCO3含量：A．配制0.100mol/LHCl溶液和0.100mol/LNaOH溶液，B．取一粒药片(0.100g)，研碎后加入20mL蒸馏水，C．加入30mL0.100mol/L的盐酸，充分反应，D．用0.100mol/LNaOH溶液中和过量的盐酸至中性，共消耗NaOH溶液18.00mL，该胃药中CaCO3的质量分数是____写出计算过程）。（3）甲同学将实验中获得的17.92mLCO2(标准状况)通入10mL0