新高考化学第五章 化工生产中的重要非金属元素 (讲义及答案)

第三节无机非金属材料材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了材料，还有无机非金属材料等。

从组成上看，许多无机非金属材料含有等元素，具有等特点，以及特殊的等性能。

随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为等高技术领域必需的材料。

核心微网络新课程标准1.知道常见无机非金属材料，结合实例认识材料组成、性能及应用的联系；2.能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类，能根据使用需求选择适当的材料，能解释使用注意事项，并能科学合理使用。

素养新要求1.能从二氧化硅、二氧化碳的结构角度分析两者性质的差异，形成“结构决定性质”的观念；2.结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学生努力学习化学，投身国家建设的社会责任感。

学业基础——自学·思记·尝试一、硅酸盐材料1.硅酸盐的组成和性质（1）概念：由、和组成的化合物的总称（2）性质：固态，大多不溶于水，化学性质很（3）表示方法：如Na2SiO3→状元随笔硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。

每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。

硅氧四面体的结构示意图2.三种常见的硅酸盐产品——传统无机非金属材料【学而思】思考：根据制备玻璃的原料（纯碱、石灰石、石英砂）和玻璃的成分（Na2SiO3、CaSiO3和SiO2），思考制备玻璃的化学方程式。

纯碱＋石英→Na2SiO3：_____________________________________________。

石灰石＋石英→CaSiO3：____________________________________________。

高中化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素知识点归纳总结(精华版)单选题1、实验装置不能达到实验目的的是A B C D吸收NO中的用该装置制备少量白色的答案：D解析：A．二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，故能用水除去一氧化氮中的二氧化氮，A项正确；B．铜和浓硫酸在加热条件下生成氧化铝，能是品红溶液褪色，并和氢氧化钠溶液反应，能做到尾气处理，B 项正确；C．铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，打开C利用氢气排除装置中的氧气，然后关闭C，利用氢气将硫酸亚铁溶液压到氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁沉淀， C项正确；D．硫酸没有挥发性，不能在空气中看到白烟，D项错误。

故选D。

2、碘仿(CHI3)是一种外用消毒剂。

某实验小组通过电解KI和丙酮(CH3COCH3)来制备碘仿。

制得的粗碘仿中含少量石墨粉，分离提纯碘仿的操作中，下列仪器没有用到的是已知几种物质的部分性质如表所示：A．B．C．D．答案：B解析：碘仿熔点是123℃，在常温下是固体，不溶于水，用过滤法分离分离提纯碘仿，过滤用到的仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要坩埚，故选B。

3、部分含氮物质的分类与其相应化合价的关系如图所示，下列有关推断不合理的是A．a的化学性质稳定，可用于保存食品B．液态b气化要吸收大量的热，可用作制冷剂C．b→a的过程属于氮的固定D．b→d是工业生产硝酸的基础答案：C解析：分析：由图可知，c为-3价的碱，即NH3•H2O，b为-3价的氢化物，即NH3，a为N2，d为+2价的氧化物，即NO，e为+4价的氧化物，即NO2，f为+5价的含氧酸，即HNO3。

A． a为N2，含有N≡N键，键能很大，化学性质稳定，可用于保存食品，故A正确；B． b为NH3，液氨气化要吸收大量的热，使周围环境温度降低，可用作制冷剂，故B正确；C．b→a的过程属于氮的化合物转为氮气，不属于氮的固定，氮的固定是指氮气转化为含氮化合物的过程，故C 错误；D ． b 为NH 3，d 为NO ，氨催化氧化是工业生产硝酸的基础，故D 正确； 故选C 。

一、选择题1．如图是氮氧化物（NO x）储存还原的工作原理：NO x的储存过程与还原过程在不同时刻是交替进行的。

下列有关说法不正确的是A．“还原”过程中，Ba(NO3)2转化为BaOB．在储存还原过程中，Pt作催化剂C．在储存还原过程中，参加反应的NO和O2的物质的量之比为2∶1D．若还原性气体为H2，则参加反应的H2与生成的N2的物质的量之比是5∶12．新教材实验，如图所示，在注射器里吸入20mLNO(标况)，然后吸入5mL水。

若再吸入30mL空气(标况，O2占15计算)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察。

下列叙述不正确的是A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动C．最终剩余气体体积约为36mLD．所得硝酸溶液的浓度约为0.07mol/L3．下列说法正确的是A．等物质的量Cl2和SO2同时通入品红溶液，褪色更快B．标准状况下，1 mol Na2O2和22.4LSO2反应生成Na2SO4，转移电子数目为N AC．Na2O2、Cl2、SO2依次属于电解质、单质、非电解质D．在Na2O2中阴阳离子所含的电子数目相等4．当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时，常发现其成分中含有少量SO2。

下列关于SO2的说法正确的是()A．SO2属于非法添加剂，不该添加到葡萄酒中B．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性5．下列除杂方案不正确的是选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法A Cu Fe过量的稀硫酸过滤A ．AB ．BC ．CD ．D6．反应后下列溶液颜色变化对应的离子方程式不正确的是A ．向稀硫酸中加入CuO 固体后，溶液变蓝：22CuO 2H Cu H O +++=+B ．向溴水中通入过量的SO 2后，溶液由橙黄色变为无色：222242H O SO Br 2Br SO 4H --+++=++C ．向FeCl 3溶液中滴加KSCN 溶液后，溶液由黄色变为红色：33Fe 3SCN Fe(SCN)+-+D ．向硫酸锰溶液中滴加K 2S 2O 8溶液后，溶液变为紫红色：22228244Mn S O 4H O MnO 2SO 8H +---+++=++7．1.76 g 铜镁合金完全溶解于 40 mL 密度为1.40g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO 2和N 2O 4的混合气体1344 mL (标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/LNaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到3.12 g 沉淀。

人教高一化学第五章化工生产中的重要非金属元素知识点总结含答案解析一、选择题1．某稀硫酸和稀硝酸混合溶液100 mL，逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉加入量的变化如图所示。

下列说法错误的是()A．H2SO4浓度为4 mol/LB．溶液中最终溶质为FeSO4C．原混合酸中NO3-浓度为0.2 mol/LD．AB段反应为：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋【答案】C【分析】由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑．最终消耗Fe为22.4g，此时溶液中溶质为 FeSO4，则n（ FeSO4）=n（Fe），由硫酸根守恒n（H2SO4）=n（ FeSO4），根据OA段离子方程式计算原混合酸中NO3-物质的量，再根据c=nV计算c（H2SO4）、c（NO3-）。

【详解】A、反应消耗22.4g铁，也就是22.4g÷56g/mol＝0.4mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所以硫酸的浓度是4mol/L，A正确；B、硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为FeSO4，B正确；C、OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以n （NO3-）=n（Fe）＝0.2mol，NO3-浓度为2mol/L，C错误；D、由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，D正确。

答案选C。

【点晴】该题难度较大，解答的关键是根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用。

在做此类题目时，应当先分析反应的过程，即先发生的是哪一步反应，后发生的是哪一步。

高考化学二轮复习第五章化工生产中的重要非金属元素知识归纳总结及答案一、选择题1．将Mg、Cu组成的26.4g混合物投入到适量的稀硝酸中，固体完全溶解，将产生的气体和6.72L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收．向反应后的溶液中加入足量4mol/L﹣1的NaOH溶液，使金属离子完全沉淀．则形成沉淀的质量是A．63.8 g B．53.6 g C．46.8 g D．43.2 g【答案】C【解析】试题分析：Mg、Cu与稀硝酸发生反应变为Mg2+、Cu2+，硝酸得到电子被还原变为NO，在反应过程中金属失去电子的物质的量与硝酸得到电子的物质的量相等，NO与氧气反应又转化为硝酸，则转移的电子就是氧气得到的电子，氧气是6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，则电子转移的物质的量是n(e-)=0.3mol×4=1.2mol。

当向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液时，金属形成Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀，结合的OH-的物质的量与金属单质失去电子的物质的量相等。

因此形成沉淀的质量就是金属质量与氢氧根离子的质量和，m(OH-)=nM=1.2mol×17g/mol=20.4g，所以沉淀的质量是26.4g+20.4g=46.8g，答案选C。

【考点定位】本题主要是考查守恒方法在氧化还原反应的计算中的应用的知识。

【名师点晴】许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。

2．已知：稀硝酸能与SO2或亚硝酸盐发生氧化还原反应：3SO2+2HNO3+H2O=3H2SO4+2NO。

下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( )A．Fe(NO3)2溶液→通入SO2+过量盐酸→加BaCl2溶液→白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液→加过量盐酸→加Na2SO3溶液→白色沉淀C．无色溶液→加稀HNO3→加BaCl2溶液→白色沉淀D．无色溶液→加过量盐酸→无色溶液→加BaCl2溶液→白色溶液【答案】C【详解】A．硝酸亚铁中有硝酸根离子存在，加入过量的稀盐酸，就相当于硝酸存在，通入二氧化硫气体，二氧化硫与水生成亚硫酸，被硝酸氧化成硫酸根离子，加氯化钡最终生成BaSO4沉淀，A不符合题意；B．硝酸钡溶液中有硝酸根离子存在，加入过量的稀盐酸，就相当于硝酸存在，加入亚硫酸钠，亚硫酸根离子被硝酸氧化成硫酸根离子，所以一定是硫酸钡白色沉淀，B不符合题意；C．无色溶液加入稀硝酸，加入氯化钡，Ag+可能干扰，最终生成的白色沉淀可能是AgCl或BaSO4，C符合题意；D ．无色溶液，加盐酸无沉淀，就排除了亚硫酸钡和氯化银，因为亚硫酸钡会和盐酸生成二氧化硫和水，再加氯化钡有生成沉淀，所以一定是硫酸钡白色沉淀，D 不符合题意； 答案选C 。

高考化学一轮复习第五章化工生产中的重要非金属元素知识点总结含答案解析一、选择题1．某一固体粉末含有SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中加入过量盐酸，过滤，将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重，最终固体成份为A．SiO2B．Fe2O3、SiO2C．SiO2、Al2O3D．Fe2O3【答案】A【解析】SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入过量盐酸，生成硅酸沉淀，将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅，故A正确。

2．下列选项中，描述与结论都正确的是( )A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．常温下可以用铁罐运输浓硫酸，是由于浓硫酸具有强氧化性，会将金属Fe表面氧化，产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化现象，不是二者不反应，结论不合理，A错误；B．SO2溶于水后与水反应产生H2SO3，H2SO3电离产生H+使溶液显酸性，因此将SO2通入紫色石蕊溶液，溶液变红色，描述不符合事实，B错误；C．由于浓盐酸具有挥发性，挥发产生的HCl与氨气反应产生NH4Cl白色固体小颗粒，因此用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验氨气，会发现两者反应会产生大量白烟，C正确；D．加热铝箔时Al与空气中的O2反应产生Al2O3，Al2O3熔点高达2050℃，但Al的熔点只有660℃，故加热仔细打磨的铝箔，铝箔会熔化但不滴落，证明Al易与O2反应，产物的熔点高，铝单质的熔点较低，描述有问题，D错误；故合理选项是C。

3．NH3和NO2在催化剂作用下反应：8NH3+6NO2=7N2+12H2O。

若还原产物比氧化产物少0.1 mol，则下列判断不正确的是A．转移电子2.4N A B．生成的气体冷却至标况，体积为15.68 L C．还原剂比氧化剂多0.2 mol D．被还原的氮原子是11.2 g【答案】D【详解】A．在该反应中NH3被氧化为N2，NO2被还原为N2，每反应产生7 mol N2，还原产物比氧化产物少1 mol，电子转移24 mol。

福建省永安市第三中学化学第五章化工生产中的重要非金属元素 (讲义及答案)一、选择题1．在1L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2mol·L-1和1.5 mol·L-1，现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应。

下列有关说法正确的是A．反应后溶液中Fe3+物质的量为0.8 molB．反应后产生13.44 L H2（标准状况）C．由于氧化性Fe3+>H+，故反应中先没有气体产生后产生气体D．反应后溶液中Fe2＋和Fe3＋物质的量之和为0.9 mol【答案】D【分析】硝酸铁和硫酸的物质的量分别为0.2摩尔和1.5摩尔，铁的物质的量为39.2/56=0.7mol，氧化性比较，硝酸氧化性最强，先反应，然后铁离子反应，最后氢离子反应。

Fe+4H++NO3-=Fe3++NO+2H2O1 4 1 10.6 2.4 0.6 0.6Fe+2Fe3+=3Fe2+1 2 30.1 0.2 0.3铁完全反应，没有剩余，溶液中存在0.6mol铁离子，0.3摩尔亚铁离子。

【详解】A．反应后溶液中铁离子为0.6mol，错误，不选A；B．没有产生氢气，错误，不选B；C．先硝酸反应，错误，不选C；D．铁离子与亚铁离子物质的量和为0.9mol，正确，选D。

答案选D。

2．图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )A．由反应②③说明SiO2属于两性氧化物B．由反应④说明酸性，H2SiO3＞H2CO3C．硅胶吸水后，经干燥可以重复再生D．图中所示转化反应都是氧化还原反应【答案】C【详解】A．二氧化硅是酸性氧化物能和强碱反应，反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；但也能和特殊的酸氢氟酸反应，反应方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，二氧化硅只是能和特殊酸反应，和其它酸不反应，和酸的反应没有普遍性，所以不能说明其具有两性，A错误；B．高温下SiO2能与Na2CO3固体反应生成Na2SiO3和CO2，不是在常温下进行，且不是在水溶液中进行，不能说明硅酸的酸性强于碳酸，B错误；C．硅胶吸附水后，可通过热脱附方式将水份除去重复使用，C正确；D．图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应、硅酸的分解、硅酸的生成，元素的化合价都没有发生变化，是非氧化还原反应，D错误；答案选C。

一、选择题1．如图是氮氧化物（NO x）储存还原的工作原理：NO x的储存过程与还原过程在不同时刻是交替进行的。

下列有关说法不正确的是A．“还原”过程中，Ba(NO3)2转化为BaOB．在储存还原过程中，Pt作催化剂C．在储存还原过程中，参加反应的NO和O2的物质的量之比为2∶1D．若还原性气体为H2，则参加反应的H2与生成的N2的物质的量之比是5∶12．下列有关反应的颜色变化与氧化还原反应无关的是A．新制氯水久置后浅黄绿色消失B．将NH3通入滴有酚酞的水中，溶液变红色，加热后又变无色C．往FeCl2溶液中滴入NaOH溶液，先出现白色沉淀，后转化为灰绿色，最后转化为红褐色D．NO2溶于水后变为无色，同时有气体放出，放出的气体遇到空气变为红棕色3．对下列实验事实的解释不正确的是选项现象解释或结论A 向饱和Na2CO3中通入足量CO2，溶液变浑浊析出了NaHCO3B浓硝酸在光照条件下变黄浓硝酸不稳定，生成有色物质且能溶于浓硝酸C SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色SO2表现漂白性D 室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色。

Fe3+的氧化性比I2的强A．A B．B C．C D．D4．A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)下列说法正确的是A ．若A 为AlCl 3溶液，B 可能为氨水，反应①的离子方程式为：Al 3++4NH 3·H 2O=-2AlO +4+4NH +2H 2OB ．若A 为NaAlO 2溶液，B 稀盐酸，则D 为AlCl 3溶液C ．若A 为Fe ，B 可能为稀硝酸，反应②的离子方程式为：3Fe+8H ++2-3NO =3Fe 2++2NO↑+4H 2OD ．若A 为Cl 2，B 可能为NH 3，实验室可用加热固体C 的方法制取NH 35．下列关于N 、S 的化合物的性质解释错误的是A ．HNO 3需避光保存，是因为HNO 3见光易分解B ．SO 2能使品红溶液褪色，是因为SO 2有漂白性C ．NH 4HCO 3化肥需密封储存，是因为NH 4HCO 3分解D ．浓硫酸可用作气体干燥剂，是因为浓硫酸具有脱水性6．下列实验操作规范且能达到目的是 选项目的 操作 A清洗碘升华实验所用的试管 先用酒精洗涤，再用清水洗 B Cu 与浓硫酸反应后未见溶液变蓝色，为了观察生成了CuSO 4向反应后的溶液中加入适量蒸馏水 C 检验某溶液中是否有+4NH取少量溶液于试管中，向其中加入NaOH 溶液，并用红色石蕊试纸检验 D制备Fe(OH)3胶体 将NaOH 溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中 A ．A B ．B C ．C D ．D7．以下化合物中，不能通过化合反应直接生成的有①Fe 3O 4；②Fe(OH)3；③HNO 3；④NH 4NO 3；⑤NaAl(OH)4；⑥Na 2CO 3；⑦NaHCO 3；⑧Na 2O 2。

(名师选题)部编版高中化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素带答案知识汇总笔记单选题1、实验装置不能达到实验目的的是A B C D吸收NO中的用该装置制备少量白色的2、能正确表示下列反应的离子方程式的是A．金属铝溶于氢氧化钠溶液中：Al+2OH-=AlO2-+H2↑B．Fe3O4溶于足量稀HNO3中：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OC．NH4Fe(SO4)2溶液与足量Ba(OH)2溶液混合：SO42-+Fe3++2Ba2++3OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)3↓D．NH4NO3溶液与NaOH溶液共热：NH4++OH Δ3↑+H2O3、W、X、Y、Z、M是构成如图所示离子液体的五种短周期元素，原子序数依次增大且只有一种元素与其他元素不在同一周期。

下列有关说法不正确．．．的是A．H3XO3为一元弱酸B．Y的氢化物一定比Z的氢化物沸点低C．Z的最高价含氧酸在一定条件下能与Y单质反应D．由W、Z、M元素形成的离子晶体中可能含有正四面体结构的阳离子4、根据下列实验操作和现象，所得到的实验结论正确的是5、下列有关IVA族元素形成的物质的叙述中，不正确的是A．金刚石和石墨互为同素异形体B．石墨导电，可用作电极材料C．二氧化硅可用作半导体材料D．72Ge和74Ge互为同位素6、利用下列仪器(夹持装置略)能完成的实验是A．除去NaBr溶液中的少量NaIB．除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42−C．配制0 .5mol⋅L−1的NaOH溶液D．制备氢氧化铁胶体7、下列离子检验利用了氧化还原反应的是8、有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维B．碳化硅(SiC)俗称金刚砂，类似金刚石结构，是一种耐高温的半导体材料C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰多选题9、下列实验操作、现象和所得结论正确的是10、由海绵铜(主要含Cu和少量CuO)制取氯化亚铜(CuCl)的流程如下：已知：氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl-浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。