《功能各异的无机非金属材料》习题3

功能各异的无机非金属材料同步练习1对硅酸盐水泥的叙述不正确的是()A是硅盐酸、铝酸盐、石膏等物质的混合物B水泥砂浆又称混凝土C具有水硬性，在空气和水中都能硬化，硬化过程是化学变化D水泥的热膨胀系数几乎与钢铁一样解析：选B。水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，而水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土，混凝土中用钢做结构就称为钢筋混凝土，B错。2下列不属于硅酸盐工业产品的是()A水泥B玻璃C陶瓷 D化肥解析：选D。水泥、玻璃、陶瓷均含硅元素，化肥主要含N、P、K中一种或几种元素。3光导纤维是一种新型的通讯材料。具有信息量大、质量小、性能好、成本低的特点。每根光纤理论上可同时通过10亿路电话，不怕腐蚀、抗电磁干扰、保密性强；每公里仅有27 g，仅1万元左右。制造光导纤维的主要原料是()A晶体硅 B二氧化硅C石墨 D二氧化锗解析：选B。光导纤维几乎是纯的二氧化硅，注意其属于氧化物，不属于硅酸盐。4“空对空”响尾蛇导弹头部的“红外眼睛”，能分辨出0.001 的温差，它是由热敏陶瓷材料和热释电陶瓷材料做成的。下列叙述中不正确的是()A“红外眼睛”对热非常敏感B“红外眼睛”的热目标是敌机发动机或尾部喷口高温区C“红外眼睛”的电阻值随温度明显变化D“红外眼睛”的工作原理与人眼相同解析：选D。从题给信息，可知A、B、C项均正确。红外眼睛与人眼工作原理明显不同，倒是与响尾蛇眼睛工作原理相同，靠温差发现目标，所以该导弹由此得名。5A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物B可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，B与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)易与B发生化学反应的酸是_，(填化学名称)该化学反应的重要应用是_。(2)将B与纯碱混合，高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成氧化物C；写出生成D和C的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，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氧化铝坩埚 D铁坩埚将过量的C通入D的溶液中发生反应的化学方程式是：_。(3)B与石灰石、B与纯碱发生相似的化学反应。100 g B与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L，100 g混合物中石灰石的质量分数是_。(4)A的单质与烧碱溶液和铝的单质与烧碱溶液发生相似的化学反应。相同物质的量的A的单质与铝的单质分别跟足量的烧碱溶液反应，生成的气体在同温同压下的体积之比为_。解析：由题中的已知条件可知，A是硅元素，C是二氧化硅晶体，D是硅酸钠。在(1)中，用氢氟酸作玻璃的刻蚀剂和不能使用玻璃容器盛装氢氟酸，都属于SiO24HF=SiF42H2O的重要应用。在(2)中SiO2与Na2CO3反应生成的Na2SiO3与CO2的物质的量之比是11。过量CO2通入Na2SiO3溶液中生成的物质是NaHCO3而不是Na2CO3；在高温下，酸性氧化物与两性氧化物也能发生化合反应。在(3)中，首先要仿照Na2CO3与SiO2的化学反应确定CaCO3与SiO2的化学反应，然后要找出CaCO3SiO2CaSiO3CO2和CaCO3CaOCO2两个化学反应中n(CaCO3)与n(CO2)的关系n(CaCO3)n(CO2)。在(4)中，反应方程式为Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2和2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。答案：(1)氢氟酸用氢氟酸作玻璃的刻蚀剂(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2ABCNa2SiO32CO22H2O=H2SiO32NaHCO3(3)50%(4)431世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是()A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起解析：选B。本题考查玻璃的制法与性质；制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂，A项正确；玻璃不是晶体，称作玻璃态物质，它没有固定熔点，B项错误；普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起的物质，C项正确；玻璃中含有SiO2，它能够被碱溶液腐蚀：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，故盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，D项正确。2下列有关材料的说法不正确的是()A传统的无机非金属材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击B新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差C高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D新型无机非金属材料特性之一是具有电学特性解析：选B。质地较脆、经不起热冲击是传统的无机非金属材料缺点；新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点，而且同时还具有如能承受高温、强度较高，具有电学性能等若干优点；高温结构材料具有能受高温，不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。3第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它那3.1万块硅瓦拼砌成的外壳。下列关于硅的性质叙述中正确的是()ASi在常温下可以与Cl2反应生成SiCl4B碳在氧气中不完全燃烧生成的是CO，则Si也可以和氧气反应生成SiOC高纯的单晶硅是重要的半导体材料D硅不能溶于酸解析：选C。硅在常温下只能和F2、NaOH、HF三种物质反应，与Cl2的反应需要加热，A错误；2价的硅不稳定，硅和氧气反应只能生成SiO2，B错误；C选项正确，制作半导体是硅的重要性质；Si可以溶于HF，D选项错误。4美国“911”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难石棉污染，吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为：Ca2MgXSiYO22(OH)2，X、Y的值分别为()A8，3B5，8C3，8 D5，5解析：选B。由化合物中化合价总代数和为零可得2X4Y42，把所给的选项代入，只有B选项使等式成立。5人造骨是一种新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这利用了这类材料的生物特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成新骨，骨骼界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼的牢固结合，人造骨植入人体内需要吸收人体中什么成分而形成新骨()ACa2 BClCNa DCa2、PO解析：选D。新型无机非金属材料具有耐高温特性、电学特性、光学特性和生物特性，人造骨是利用了生物特性，根据人造骨类似于人骨和天然骨的性质和结构，人骨的主要成分是Ca3(PO4)2，所以从人体中吸收Ca2和PO。6(2010年湖北省八校检测)专家们预言：随着新陶瓷技术的发展，人类将重返“石器时代”，不过是个全新的石器时代。新型无机非金属材料碳化钛、碳化硼、氮化硅等称为非氧化物陶瓷。合成这些物质需要在高温条件下进行。在合成工艺中必须注意()A通入足量的氧气 B避免与氮气接触C可在氮气气氛中合成 D通入少量的氧气解析：选C。这些物质的合成原料在高温条件下容易被氧气氧化，所以在合成工艺中必须注意隔绝氧气，通常在氮气保护下合成。7随着科技的飞速发展，出现了许多新型无机非金属材料，如植入生物体内的生物陶瓷材料HAP化学式为Cam(PO4)n(OH)2，已被医疗上用于修补人的骨骼和牙组织，HAP的化学式中m等于(用含n的代数式表示)()A. B.Cn1 Dn1解析：选B。虽然新材料我们没见过，但是做题的方法还是依据我们平时所学知识。根据元素或原子团的化合价代数和为0确定，(2)m(3)n(1)20，m。8下列表述正确的是()人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A BC D解析：选D。人造刚玉的主要成分是氧化铝；玛瑙是含有有色杂质的石英晶体，主要成分是二氧化硅；有色玻璃是在制造玻璃的过程中加入某些金属氧化物(加入Co2O3后呈蓝色，加入Cu2O后呈红色)，但不是变色玻璃，变色玻璃是含有AgBr的玻璃(AgBr具有感光性)；水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐材料。9有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是(双选)()A高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料B氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应C光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维D光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听解析：选CD。高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身还具有很多优点，如耐高温、高硬度、不怕氧化等，所以A选项错误。氮化硅陶瓷是重要的结构材料，有许多优点，如耐腐蚀性较强，但都可以跟氢氟酸反应，所以B选项错误。光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，且抗干扰能力好，不发生电辐射，能防窃听等，所以C、D选项正确。10精细陶瓷(又称为特种陶瓷)在现代科技中应用前景很广。以SiO2加少量PdCl2研磨成极细的颗粒，经高温烧结制成多孔烧结体，具有半导体的性质。它具有相当大的比表面积，将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”，也被称为“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度只有十万分之一也能“嗅”出。关于“电子鼻”的下列叙述中不正确的是()A“电子鼻”大大突破了人的嗅觉B“电子鼻”吸附气体的能力极强C“电子鼻”可广泛应用于易燃、易爆、有毒气体的自动检测和报警D“电子鼻”易溶于水解析：选D。“电子鼻”能够“嗅”到人嗅不到的物质，所以大大地突破了人的嗅觉极限；它的原理是其表面积极大，容易吸附气体，这样才能检测气体；由于它能够吸附气体，所以它应能够检测到易燃、易爆、有毒气体。从“电子鼻”所用的原料来看，烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料，所以应难溶于水。11有下列AF六种试剂，由于它们的性质不同，必须选用合适的试剂瓶盛装，请在各种试剂瓶后面的括号内填上所装试剂的序号。试剂：A.二氧化硅B硝酸银晶体C氯水D氢氟酸E浓硫酸FNaOH溶液试剂瓶：(1)磨砂玻璃塞的细口瓶()；(2)广口瓶()；(3)橡皮塞细口瓶()；(4)棕色的广口瓶()；(5)细口塑料瓶()。解析：用细口瓶装液体试剂；用广口瓶装固体试剂；见光易分解的物质要用棕色瓶装；碱液不能用磨口玻璃塞，而应用橡皮塞；氢氟酸能与玻璃发生反应，所以不能用玻璃瓶装，而要用塑料瓶。答案：(1)E(2)A(3)F(4)B(5)D12用高岭土(主要成分是Al2O32SiO22H2O，并含有少量的CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融。冷却后，用水浸取熔块，过滤，弃去残渣。滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液。溶液即为净水剂。(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似)：_。(2)最后沉淀物是_，生成该沉淀的离子方程式是_。(3)实验室中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验在熔融土样和纯碱的混合物时，应选用_坩埚。解析：由题中信息Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似知：Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2，因此滤液中含有Na2SiO3和NaAlO2，再加足量盐酸即得沉淀H2SiO3，溶液AlCl3。瓷坩埚中的SiO2、氧化铝坩埚中的Al2O3都与纯碱反应，铁坩埚中的铁与纯碱不反应。答案：(1)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2(2)H2SiO3SiO2H=H2SiO3(3)铁13单晶硅是现代信息基础材料。工业上，硅是在电炉中用炭粉还原二氧化硅制得的。(1)若往电炉里加入二氧化硅和炭粉的混合物，通电，使它们发生如下反应生成硅：2CSiO22COSi从保护生态环境和建设节约型社会等方面来说，在该生产环节中需要注意的主要问题是_。(2)以上生产所得到的硅不纯，称为“粗硅”。一些高新技术产品的元件中使用的硅是极其纯净、几乎没有任何缺陷的单晶硅。工业上，硅的提纯原理为在加热下让粗硅与氯气反应，其产物在高温下被氢气还原，从而得到较纯的硅。请写出上述过程中有关反应的化学方程式 _。实验室中，将细沙粉(SiO2)与镁粉混合加热，也可制得粗硅。这种粗硅往往含有过量的镁、氧化镁和硅化镁(Mg2Si)，这些杂质可用盐酸除去(提示：Mg2Si与盐酸反应的产物之一是SiH4)。请写出在实验过程中所发生的氧化还原反应的化学方程式_。解析：一氧化碳既是空气污染物又是燃料或工业原料。炭粉或二氧化硅的大量过剩都是浪费生产原料。Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4不是氧化还原反应。答案：(1)适当控制炭粉和二氧化硅的用量比，防止原料浪费；回收利用一氧化碳，防止污染空气，充分利用资源(2)Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HClSiO22MgSi2MgO，SiO24MgMg2Si2MgO，Mg2HCl=MgCl2H21