2018年高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.1 無(wú)機(jī)非金屬材料同步配套練習(xí) 新人教版選修2.doc

課題1無(wú)機(jī)非金屬材料課時(shí)過關(guān)能力提升1下列關(guān)于無(wú)機(jī)非金屬材料的敘述不正確的是()A.二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料B.可以用Si3N4、Al2O3制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制品C.水泥砂漿又稱混凝土D.金剛石是自然界硬度最大的物質(zhì)解析：水泥砂漿是水、水泥、沙子的混合物,在建筑上用作黏合劑;混凝土是水泥、沙子和碎石等的混合物,大量用于建筑、水利、道路和國(guó)防等工程中,并多數(shù)采用鋼筋骨架的混凝土結(jié)構(gòu)。答案：C2傳統(tǒng)硅酸鹽材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的共同特性是()A.耐高溫B.具有電學(xué)特性C.具有光學(xué)特性D.具有生物功能解析：由兩者的性能可知,傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料均具有耐高溫的性能。答案：A3陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中,下列不屬于陶瓷制品的是()A.電器中的絕緣瓷管B.實(shí)驗(yàn)室中的坩堝C.實(shí)驗(yàn)室中的試管D.建筑上燒制的磚瓦解析：實(shí)驗(yàn)室中的試管是由玻璃制成的,不屬于陶瓷。答案：C4碳納米管是由一種納米尺度的、具有完整分子結(jié)構(gòu)的新型碳納米材料制成的,它是由一層碳原子卷曲而成的無(wú)縫、中空的管體,具有質(zhì)輕、可彎曲、強(qiáng)度好、彈性強(qiáng)的特點(diǎn)。下列關(guān)于碳納米管的可能用途敘述錯(cuò)誤的是()A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”B.能解決室溫下低氣壓、高容量?jī)?chǔ)存氫氣的難題C.作為優(yōu)良的絕緣材料D.制造電腦芯片可大大提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算能力解析：由于碳納米管具有質(zhì)輕、可彎曲、強(qiáng)度好、彈性強(qiáng)的特點(diǎn),所以它可以制成強(qiáng)度很大、質(zhì)量較小的繩索,做成攀登月球的“太空天梯”;又由于碳納米管是由一層碳原子卷曲而成的無(wú)縫、中空的管體,所以在管體內(nèi)可以安全地儲(chǔ)存氫氣;它是由一層碳原子卷曲而成的管體,因而可以聯(lián)想到碳納米管相當(dāng)于是由石墨的一層碳原子卷曲而成的管體,所以它應(yīng)像石墨一樣能夠?qū)щ?它可以用于制造電器部件。答案：C5我國(guó)及美國(guó)、日本等國(guó)家都已研制出一種陶瓷柴油機(jī),這種柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面用一種耐高溫且不易傳熱的材料來(lái)制造,這種材料是()A.氧化鋁陶瓷B.氮化硅陶瓷C.光導(dǎo)纖維D.玻璃鋼答案：B6下列說(shuō)法中,正確的是()A.傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料具有抗腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)點(diǎn),但也有質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊的缺點(diǎn)B.新型無(wú)機(jī)非金屬材料繼承了傳統(tǒng)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn),但不能耐高溫C.有些新型無(wú)機(jī)非金屬材料可以作絕緣體,但都不能作半導(dǎo)體D.新型無(wú)機(jī)非金屬材料都能透過可見光解析：新型無(wú)機(jī)非金屬材料有的可以耐高溫;用晶體硅可以制作半導(dǎo)體材料;并不是所有的無(wú)機(jī)非金屬材料都可透光。答案：A7我國(guó)科學(xué)家前不久成功合成3 nm長(zhǎng)的管狀碳納米管,長(zhǎng)度居世界之首。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼A.它是制造飛機(jī)的理想材料B.它的主要組成元素是碳元素C.它的結(jié)構(gòu)與石墨相似D.碳纖維復(fù)合材料能導(dǎo)電解析：石墨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是層狀的,碳納米管是管狀的。答案：C8下列有關(guān)物質(zhì)組成、性質(zhì)和用途的說(shuō)法中,正確的是()A.合金的熔點(diǎn)一般比組成合金的各成分金屬的高B.氮化硅、光導(dǎo)纖維、氧化鋁陶瓷等屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料C.水泥、玻璃和水晶都是硅酸鹽產(chǎn)品D.光導(dǎo)纖維的主要成分是硅,可廣泛用于通信和醫(yī)療領(lǐng)域答案：B9有關(guān)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是()A.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn),但是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材料B.氮化硅陶瓷是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷,具有超硬性,它不與任何無(wú)機(jī)酸反應(yīng)C.制造光導(dǎo)纖維的主要原料是玻璃D.光導(dǎo)纖維的抗干擾性能好,不發(fā)生電輻射,通信質(zhì)量高,能防竊聽解析：A項(xiàng)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的硬度大于金屬材料,B項(xiàng)氮化硅能與氫氟酸反應(yīng),C項(xiàng)光導(dǎo)纖維主要原料為SiO2。答案：D10(1)某型號(hào)的水泥主要成分有:Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz,則x=,y=,z=。(2)水泥具有水硬性,跟水摻和攪拌后很容易,水泥要保存。普通水泥以和為主要原料,煅燒后再加入適量,用以調(diào)節(jié)硬化速度。解析：利用化合物中各元素的化合價(jià)之和為0可以求算出x、y、z的數(shù)值。答案：(1)456(2)凝固變性密封黏土石灰石石膏11工業(yè)生產(chǎn)中,利用不同原料或添加不同的化學(xué)物質(zhì),以及采用不同的工藝過程等,可制得多種性能、用途的玻璃。(1)普通玻璃制造過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要是。(2)現(xiàn)有三種物質(zhì):A.含有鉀、鉛的原料B.B2O3C.某些金屬氧化物或鹽制造化學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是(填編號(hào),下同)。制造光學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是。制造顏色不同的玻璃需加入的物質(zhì)是。解析：加入含有鉀、鉛的原料可用來(lái)制造光學(xué)玻璃;加入B2O3制成的玻璃耐化學(xué)腐蝕、耐溫度急劇變化,可用于制造化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的玻璃儀器;加入一些金屬的氧化物或鹽可以得到顏色不同的玻璃。答案：(1)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2(2)BAC12氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。(1)根據(jù)性質(zhì),推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是(填序號(hào))。A.制汽輪機(jī)葉片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制造柴油機(jī)(2)寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖:,根據(jù)元素周期律知識(shí),請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式:。(3)工業(yè)上多通過高純硅與純氮?dú)庠? 300 條件下反應(yīng)獲得氮化硅,化學(xué)方程式為。(4)工業(yè)上也可用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制得氮化硅,化學(xué)方程式為。工業(yè)上常用化學(xué)氣相沉積法由CH4制造金剛石薄膜,反應(yīng)原理為。解析：(1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨損、抗腐蝕、抗冷熱沖擊,所以可用來(lái)制造汽輪機(jī)葉片、永久性模具以及柴油機(jī)等。(2)氮化硅中,氮的非金屬性強(qiáng),應(yīng)顯-3價(jià),硅的還原性強(qiáng),且+4價(jià)穩(wěn)定,故應(yīng)顯+4價(jià)。由此可得氮化硅的化學(xué)式:Si3N4。答案：(1)ACD(2)(3)3Si+2N2Si3N4(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HClCH4C(金剛石)+2H213晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:高溫(1 6001 800 )下用碳還原二氧化硅制得粗硅。粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2。SiHCl3與過量H2在1 1001 200 反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問題:(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為,若溫度超過1 900 ,則會(huì)生成金剛砂,化學(xué)方程式為。(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去):裝置B中的試劑是,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是。反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號(hào))是。A.碘水B.氯水C.Na2SO3溶液D.KSCN溶液解析：根據(jù)題給信息,SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中自燃,可知H2的作用之一就是排盡裝置內(nèi)的空氣,防止SiHCl3自燃,因此H2必須是干燥的,可知B的作用就是干燥H2,所以選用濃硫酸。由于通入D中的應(yīng)是穩(wěn)定的SiHCl3與過量H2的氣流,所以C裝置要加熱,并且是水浴加熱。由于D裝置應(yīng)加熱到1 1001 200 ,所以必須用石英管。鑒定是否含鐵單質(zhì),用稀鹽酸溶解后生成Fe2+,再轉(zhuǎn)化為Fe3+后再檢驗(yàn),故選B、D兩種試劑。答案：(1)SiO2+2CSi+2COSiO2+3CSiC+2CO(2)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化有固體物質(zhì)生成在該反應(yīng)溫度下,普通玻璃會(huì)軟化SiHCl3+H2Si+3HCl排盡裝置中的空氣BD