高考化学与无机非金属材料有关的压轴题及答案解析
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高考化学与无机非金属材料有关的压轴题及答案解析
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．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。
2．下列化合物既能通过化合反应一步制得，又能通过复分解反应一步制得的是（ ）
A．SO3 B．FeCl2 C．Cu D．H2SiO3
【答案】B
【解析】
【分析】
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应；两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应，据此分析。
【详解】
A．SO3可以由二氧化硫和氧气一步制得，但SO3不能通过复分解反应一步制得，故A错误；
B．FeCl2能通过Fe和FeCl3化合反应一步制得，也能通过BaCl2和FeSO4复分解反应一步制得，故B正确；
C．Cu不能通过化合反应和复分解反应制得，故C错误；
D．H2SiO3不能通过化合反应一步制得，故D错误；
答案选B。
【点睛】
化合反应是一种或多种物质生成一种物质的反应，得到的一定是化合物，分解反应是一种物质得到多种物质的反应，复分解反应通常指的是酸碱盐之间的反应。
3．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层 5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]等。下列说法或分析不正确的是 A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．斜长石的氧化物形式可表示为Na2O·Al2O3·3SiO2
C．月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气
D．橄榄石中铁元素为＋2价
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]的成分均属于硅酸盐类，属于硅酸盐矿，A正确；
B.硅酸盐的氧化物表示方法：先写活泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最后是水，所以斜长石的氧化物形式可表示为：Na2O•Al2O3•6SiO2，B错误；
C.月球上有游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件，所以月球的表面几乎没有氧气，故C正确；
D.[(Mg或Fe)2SiO4]中，镁元素化合价是+2价，硅元素化合价是+4价，氧元素化合价是-2价，所以铁元素化合价是+2价，D正确；
故合理选项是B。
4．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
【解析】
【分析】
【详解】
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。
5．下列说法正确的是（ ）
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：湿润的有色布条能褪色，烧杯NaOH溶液的作用是吸收尾气
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：用该装置可以验证酸性：盐酸>碳酸>硅酸。
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．利用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备氯气，随着反应进行，盐酸浓度会下降，下降到某种程度，二者不再反应无法生成Cl2，A项错误；
B．氯气的漂白性来源于Cl2与水反应生成的次氯酸，干燥布条中无水，所以无法产生次氯酸，颜色不会褪去，湿润布条含水，可以产生次氯酸，颜色会褪去；若将尾气直接排放，其中未反应的氯气会污染空气，所以需要将尾气通入NaOH溶液中进行吸收，B项正确；
C．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，C项错误；
D．利用盐酸与石灰石反应可制备CO2，所以可证明盐酸酸性强于碳酸；由于盐酸具有挥发性，制备出的CO2中会含有HCl杂质，HCl杂质也能与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀；若不对制备出的CO2进行除杂，其中的HCl杂质会干扰碳酸和硅酸酸性强弱的验证过程，因此上述装置并不能实现验证酸性强弱的目的，D项错误；
答案选B。
6．世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产，该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜，光电转化率高。下列说法错误的是
A．普通玻璃含有二氧化硅 B．该发电玻璃能将光能不完全转化为电能
C．碲化镉是一种有机化合物 D．应用该光电转化技术可减少温室气体排放
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 玻璃成分为硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，故A正确，但不符合题意；
B. 该发电玻璃能将光能转化为电能，但是不能完全转化，存在能量损耗，故B正确，但不符合题意；
C. 碲化镉不含碳元素，是一种无机化合物，不是有机化合物，故C错误，但符合题意；
D. 应用该光电转化技术可减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，故D正确，但不符合题意； 故选：C。
7．下列说法中正确的是
A．由Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3
B．氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀，过量时沉淀溶解
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的装置
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.强酸制弱酸都是在溶液中进行的反应，而SiO2与Na2CO3是高温下的反应，生成CO2气体逸出，有利于反应的进行，与最高价含氧酸的酸性无关，A项错误；
B.氢氟酸与玻璃中的成分反应，氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中，B项错误；
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸，硅酸与盐酸不反应，过量时沉淀不溶解，C项错误；
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应，故均不可作为融化NaOH固体的装置，D项正确；
答案选D。
8．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↑＋2H2O SiO2＋Na2CO3高温Na2SiO3＋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Na2 SiO3。SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2 SiO3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；242SiO+4HF=SiF+2HO ；
（2）①根据分析可知答案为：223232=SiO+NaCONaSiO+CO高温 ；23222323NaSiO+CO+HO=NaCO+HSiO ；
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。
9．中国传统文化是人类文明的瑰宝，古代文献中记载了大量古代化学的研究成果。回答下面问题：
(1)我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是Al4[Si4O10](OH)8，用氧化物表示其组成为______________。
(2)《本草纲目》中记载：“(火药)乃焰消( KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。”反应原理为：S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑，该反应的氧化剂是_________ ，反应转移4mol电子时，被S氧化的C有____________mol。
(3)我国古代中药学著作《新修本草》记载的药物有844种，其中有关“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色…。”我国早期科技丛书《物理小适-金石类》 记载有加热青矾时的景象：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。”青矾就是绿矾( FeSO4·7H2O)。根据以上信息，写出“青矾”受热分解的化学方程式_____________________________________________________。
【答案】Al2O3·2SiO2·2H2O S，KNO3 1/6或0.17或0.167
2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O
【解析】
【分析】
(1)化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O的顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；
(2)反应过程中，元素化合价升高的失电子做还原剂发生氧化反应，元素化合价降低的做氧化剂发生还原反应，反应中得电子数等于失电子数来分析计算；
(3)本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。”青矾就是绿矾( FeSO4•7H2O)，说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水。
【详解】
(1)铝的氧化物为Al2O3，硅的氧化物为SiO2，氢的氧化物为H2O，则根据活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O得顺序可知Al4[Si4O10](OH)8可改成：2Al2O3•4SiO2•4H2O；
(2)S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑，反应中硫元素化合价0价降低为-2价，氮元素化合
