新課標同步導(dǎo)學(xué)化學(xué)練習(xí):《無機非金屬材料》(人教版選修2)
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111 第3單元 課題1 (本欄目內(nèi)容,在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂!) 一、選擇題 1.下列說法中錯誤的是( ) A.生產(chǎn)普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B.生產(chǎn)陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英 C.某些合成橡膠可用做生產(chǎn)黏合劑的主要原料 D.生產(chǎn)水玻璃和玻璃的原料中都含有燒堿 【解析】 黏合劑的基本成分是黏料,常見的黏料有熱固性樹脂、熱塑性樹脂、合成橡膠以及混合型黏料。水玻璃是能溶于水的硅酸鹽,一般用石英和強堿做原料,例如用石英和氫氧化鈉制取硅酸鈉水玻璃。生產(chǎn)玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和純堿,生成水泥的主要原料是石灰石和黏土。 【答案】 D 2.下列說法中,正確的是( ) A.制陶的主要原料是石英砂 B.制作陶器一般分為制泥、成型、干燥、燒成等步驟 C.制陶過程中溫度越高越好,這樣制得的陶器牢固 D.在氧化氣氛中燒制得灰陶,在還原氣氛中得紅陶 【解析】 制陶的原料是黏土,故A錯誤。制陶過程中溫度不能太高,太高會使陶器變形,故C錯誤。在氧化氣氛中,鐵元素以Fe2O3的形式存在,得紅陶,在還原氣氛中,鐵元素以FeO的形式存在,得灰陶,故D錯誤。 【答案】 B 3.根據(jù)陶瓷的生產(chǎn)原理,可以得出硅酸鹽工業(yè)的一般特點是( ) ①以含硅物質(zhì)作為原料?、谥饕a(chǎn)物是硅酸鹽?、鄯磻?yīng)條件是高溫?、芊磻?yīng)原理是復(fù)雜的物理和化學(xué)變化 A.①③ B.①②③ C.①②③④ D.①③④ 【解析】 陶瓷在生產(chǎn)過程中使用含硅酸鹽的原料,在高溫條件下發(fā)生的是復(fù)雜的物理(熔化)、化學(xué)變化(硅酸鹽參與的反應(yīng)),產(chǎn)品的主要成分是硅酸鹽。 【答案】 C 4.制取下列物質(zhì),無需用到二氧化硅的是( ) A.玻璃 B.水泥 C.粗硅 D.光導(dǎo)纖維 【解析】 制造普通玻璃的原料是純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英砂(SiO2);制造水泥的原料為石灰石和黏土;制造粗硅的原料是SiO2;制造光導(dǎo)纖維的材料是SiO2。綜上所述,不用SiO2為原料的只有水泥。 【答案】 B 5.在下列粒子中,其形狀不是正四面體的是( ) A.P4 B.[SiO4]4- C.CH4 D.CH3Cl 【解析】 P4、[SiO4]4-和CH4的形狀都是正四面體,CH3Cl的形狀不是正四面體。 【答案】 D 6.漢代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載。20世紀80年代科學(xué)家進行超導(dǎo)材料研究時,偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇(化學(xué)式:BaCuSi2Ox,Cu為+2價),下列有關(guān)“漢紫”的說法中不正確的是( ) A.用鹽的形式表示:BaSiO3CuSiO3 B.用氧化物形式表示:BaOCuO2SiO2 C.易溶于強酸、強堿 D.性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色 【解析】 “漢紫”能穩(wěn)定存在至今,說明其性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色,不易與酸、堿反應(yīng)?!皾h紫”中Ba為+2價,Cu為+2價,Si為+4價,則x=6。 【答案】 C 7.在高新技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天,陶瓷材料被稱為“支撐未來高新技術(shù)的尖端材料”,廣泛應(yīng)用在航空、航天、信息、醫(yī)療、交通運輸?shù)仍S多領(lǐng)域,下列說法中正確的是( ) A.新型陶瓷材料和傳統(tǒng)陶瓷材料都是硅酸鹽材料 B.新型陶瓷材料又叫精細陶瓷或高性能陶瓷 C.制造新型陶瓷制品的原料以天然礦物為主 D.現(xiàn)在已經(jīng)制造出的新型陶瓷材料大都性能優(yōu)異,具有很好的延性和超塑性 【解析】 新型陶瓷材料的化學(xué)組成已經(jīng)遠遠超出了硅酸鹽的范圍,不再是傳統(tǒng)的硅酸鹽材料,故A是錯誤的。制造新型陶瓷制品所用的原料已從天然礦物發(fā)展為人工合成的超細、高純的化工原料,故C錯誤。目前,人們成功制造出的許多新型陶瓷材料,雖然性能優(yōu)異,但仍然屬于脆性材料,延性不會很好,故D錯誤。 【答案】 B 8.下列具有特殊性能的材料中,由主族元素和副族元素形成的化合物是( ) A.半導(dǎo)體材料砷化鎵 B.吸氫材料鑭鎳合金 C.透明陶瓷材料硒化鋅 D.超導(dǎo)材料K3C60 【解析】 本題借用新材料來考查元素是主族元素還是副族元素,即考查對元素的粗淺認識。A項中,砷位于ⅤA族,鎵位于ⅢA族,全為主族元素;B項中,鑭位于ⅢB族,鎳位于Ⅷ族,沒有主族元素;C項中,硒位于ⅥA族,鋅位于ⅡB族。符合題目要求;D項中,K、C均為主族元素。 【答案】 C 9.(2010年全國Ⅰ)下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏染料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成,另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成,電池中發(fā)生的反應(yīng)為: TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài)) TiO2/S*→TiO2/S++e- I3-+2e-→3I- 2TiO2/S++3I-→2TiO2/S+I3- 下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是( ) A.電池工作時,是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B.電池工作時,I-離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電 C.電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極 D.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度不會減少 【解析】 電池工作時,I-離子應(yīng)在負極(染料敏化TiO2電極)失去電子,B項錯誤;該電池通過兩極及電池中的有關(guān)反應(yīng)最終實現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,A項正確;由電池中有關(guān)反應(yīng)可知,I-和I3-的濃度最終沒有變化,D項正確;由電子流向可知,鍍鉑導(dǎo)電玻璃為電池的正極,C項正確。 【答案】 B 10.(2009年安徽理綜)石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料(結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示),可由石墨剝離而成,具有極好的應(yīng)用前景。下列說法正確的是( ) A.石墨烯與石墨互為同位素 B.0.12 g石墨烯中含6.021023個碳原子 C.石墨烯是一種有機物 D.石墨烯中碳原子間以共價鍵結(jié)合 【解析】 A,同位素指原子,石墨烯與石墨是單質(zhì),應(yīng)互為同素異形體;B,0.12 g 石墨烯的物質(zhì)的量為0.01 mol,所含碳原子個數(shù)為0.01 NA;C,石墨烯為單質(zhì),有機物指化合物。 【答案】 D 二、非選擇題 11.在制造玻璃的原料中,再加入下列物質(zhì)后,可制得各種不同用途的玻璃: A.氧化亞銅(Cu2O) B.氧化鈷(Co2O3) C.氧化鉛(PbO) D.硼砂(Na2B4O710H2O) (1)制造化學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是________; (2)制造光學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是________; (3)制造藍色玻璃需加入的物質(zhì)是________; (4)制造紅色玻璃需加入的物質(zhì)是________。 【解析】 Cu2O紅色,Co2O3藍色,鉛玻璃中光線折射率大,常制光學(xué)儀器,硼砂玻璃耐驟熱驟冷,常作化學(xué)儀器。 【答案】 (1)D (2)C (3)B (4)A 12.下列各反應(yīng)中,SiO2表現(xiàn)的是什么性質(zhì)或作用?在①~④項中選出正確答案,將其標號填在“________”上: ①酸性氧化物的通性 ②弱氧化性 ③跟揮發(fā)性酸酐的鹽反應(yīng)得到硅酸鹽及揮發(fā)性酸酐 ④作為玻璃的成分跟氫氟酸反應(yīng) Ⅰ.SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O______________________________________, Ⅱ.SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑______________________________________, Ⅲ.2C+SiO22CO↑+Si______________________________________, Ⅳ.2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O______________________________________。 【答案】?、?④?、?③?、?②?、?① 13.氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮氣在1 300 ℃反應(yīng)獲得。 (1)根據(jù)性質(zhì),推測氮化硅陶瓷的用途是________。(填序號) A.制汽輪機葉片 B.制有色玻璃 C.制永久性模具 D.制造柴油機 (2)寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖:________,根據(jù)元素周期律知識,請寫出氮化硅的化學(xué)式:________。 (3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強,除氫氟酸外,它不與其他無機酸反應(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式:________________________。 (4)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下,加強熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。 【解析】 (1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨損、抗腐蝕、抗冷熱沖擊,所以可用來制造汽輪機葉片、永久性模具以及柴油機等。 (2)氮化硅中,氮的非金屬性強,應(yīng)顯-3價,硅的還原性強,且+4價穩(wěn)定,故應(yīng)顯+4價。由此可得氮化硅的化學(xué)式:Si3N4。 【答案】 (1)A、C、D (2) Si3N4 (3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑ (4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 14.用高嶺土(主要成分是Al2O32SiO22H2O,并含有少量的CaO、Fe2O3)研制新型凈水劑(鋁的化合物),其實驗步驟如下:將土樣和純堿混勻,加熱熔融。冷卻后,用水浸取熔塊,過濾,棄去殘渣。濾液用鹽酸酸化,經(jīng)過濾,分別得到沉淀和溶液。溶液即為凈水劑。 (1)寫出熔融時的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式(Al2O3與純堿的反應(yīng)和SiO2與純堿的反應(yīng)相似):__________________________,______________________。 (2)最后沉淀物是________,生成該沉淀的離子方程式是________________。 (3)實驗中常用的坩堝有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝,本實驗在熔融土樣時,應(yīng)選用________坩堝。 【解析】 (1)SiO2是硅酸、原硅酸的酸酐;Al2O3是鋁酸、偏鋁酸的酸酐。由于穩(wěn)定性:H2SiO3>H4SiO4、HAlO2>H3AlO3,所以得到SiO2、Al2O3與Na2CO3發(fā)生的類似反應(yīng): Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑, Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑。 (2)高溫下,少量的CaO、Fe2O3也能與SiO2發(fā)生反應(yīng)——酸性氧化物與堿性氧化物的反應(yīng): CaO+SiO2CaSiO3 Fe2O3+3SiO2Fe2(SiO3)3 用水浸取熔塊,Na2SiO3、NaAlO2溶解進入濾液,CaSiO3、Fe2(SiO3)3不溶解,形成濾渣。濾液用鹽酸酸化,發(fā)生如下反應(yīng):AlO2-+4H+===Al3++2H2O,H2O+SiO32-+2H+===H4SiO4↓或SiO32-+2H+===H2SiO3↓。 過濾可分離出H4SiO4沉淀。 (3)由于高溫下,SiO2(瓷坩堝的主要成分)、Al2O3都能與Na2CO3反應(yīng),所以只能選用鐵坩堝。 【答案】 (1)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ (2)H4SiO4(或H2SiO3) H2O+SiO32-+2H+===H4SiO4↓(或SiO32-+2H+===H2SiO3↓) (3)鐵 111- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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