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2018高中化学第三单元化学与材料的发展3.1无机非金属材料课时过关能力提升新人教版选修 本文简介：课题1无机非金属材料课时过关·能力提升1下列关于无机非金属材料的叙述不正确的是()A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B.可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品C.水泥砂浆又称混凝土D.金刚石是自然界硬度最大的物质解析：水泥砂浆是水、水泥、沙子的混合物,在建筑上用作黏合剂;混凝土是水泥、沙
2018高中化学第三单元化学与材料的发展3.1无机非金属材料课时过关能力提升新人教版选修 本文内容：
课题1
无机非金属材料
课时过关·能力提升
1下列关于无机非金属材料的叙述不正确的是(
)
A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B.可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品
C.水泥砂浆又称混凝土
D.金刚石是自然界硬度最大的物质
解析：水泥砂浆是水、水泥、沙子的混合物,在建筑上用作黏合剂;混凝土是水泥、沙子和碎石等的混合物,大量用于建筑、水利、道路和国防等工程中,并多数采用钢筋骨架的混凝土结构。
答案：C
2传统硅酸盐材料与新型无机非金属材料的共同特性是(
)
A.耐高温B.具有电学特性
C.具有光学特性D.具有生物功能
解析：由两者的性能可知,传统无机非金属材料和新型无机非金属材料均具有耐高温的性能。
答案：A
3陶瓷已广泛应用于生活和生产中,下列不属于陶瓷制品的是(
)
A.电器中的绝缘瓷管
B.实验室中的坩埚
C.实验室中的试管
D.建筑上烧制的砖瓦
解析：实验室中的试管是由玻璃制成的,不属于陶瓷。
答案：C
4碳纳米管是由一种纳米尺度的、具有完整分子结构的新型碳纳米材料制成的,它是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体,具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点。下列关于碳纳米管的可能用途叙述错误的是(
)
A.用它可做成攀登月球的“太空天梯”
B.能解决室温下低气压、高容量储存氢气的难题
C.作为优良的绝缘材料
D.制造电脑芯片可大大提高计算机系统的计算能力
解析：由于碳纳米管具有质轻、可弯曲、强度好、弹性强的特点,所以它可以制成强度很大、质量较小的绳索,做成攀登月球的“太空天梯”;又由于碳纳米管是由一层碳原子卷曲而成的无缝、中空的管体,所以在管体内可以安全地储存氢气;它是由一层碳原子卷曲而成的管体,因而可以联想到碳纳米管相当于是由石墨的一层碳原子卷曲而成的管体,所以它应像石墨一样能够导电;它可以用于制造电器部件。
答案：C
5我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机,这种柴油机的发动机部件的受热面用一种耐高温且不易传热的材料来制造,这种材料是(
)
A.氧化铝陶瓷
B.氮化硅陶瓷
C.光导纤维
D.玻璃钢
答案：B
6下列说法中,正确的是(
)
A.传统的无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温等许多优点,但也有质脆、经不起热冲击的缺点
B.新型无机非金属材料继承了传统非金属材料的优点,但不能耐高温
C.有些新型无机非金属材料可以作绝缘体,但都不能作半导体
D.新型无机非金属材料都能透过可见光
解析：新型无机非金属材料有的可以耐高温;用晶体硅可以制作半导体材料;并不是所有的无机非金属材料都可透光。
答案：A
7我国科学家前不久成功合成3
nm长的管状碳纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢
A.它是制造飞机的理想材料
B.它的主要组成元素是碳元素
C.它的结构与石墨相似
D.碳纤维复合材料能导电
解析：石墨的内部结构是层状的,碳纳米管是管状的。
答案：C
8下列有关物质组成、性质和用途的说法中,正确的是(
)
A.合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的高
B.氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷等属于新型无机非金属材料
C.水泥、玻璃和水晶都是硅酸盐产品
D.光导纤维的主要成分是硅,可广泛用于通信和医疗领域
答案：B
9有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是(
)
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.氮化硅陶瓷是一种重要的结构陶瓷,具有超硬性,它不与任何无机酸反应
C.制造光导纤维的主要原料是玻璃
D.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通信质量高,能防窃听
解析：A项高温结构陶瓷的硬度大于金属材料,B项氮化硅能与氢氟酸反应,C项光导纤维主要原料为SiO2。
答案：D
10(1)某型号的水泥主要成分有:Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz,则x=,y=,z=
。
(2)水泥具有水硬性,跟水掺和搅拌后很容易,水泥要
保存。普通水泥以
和
为主要原料,煅烧后再加入适量,用以调节硬化速度。
解析：利用化合物中各元素的化合价之和为0可以求算出x、y、z的数值。
答案：(1)4
5
6
(2)凝固变性
密封
黏土
石灰石
石膏
11工业生产中,利用不同原料或添加不同的化学物质,以及采用不同的工艺过程等,可制得多种性能、用途的玻璃。
(1)普通玻璃制造过程中所发生的化学反应主要是
。
(2)现有三种物质:
A.含有钾、铅的原料
B.B2O3
C.某些金属氧化物或盐
①制造化学仪器的玻璃需加入的物质是
(填编号,下同)。
②制造光学仪器的玻璃需加入的物质是
。
③制造颜色不同的玻璃需加入的物质是
。
解析：加入含有钾、铅的原料可用来制造光学玻璃;加入B2O3制成的玻璃耐化学腐蚀、耐温度急剧变化,可用于制造化学实验室中的玻璃仪器;加入一些金属的氧化物或盐可以得到颜色不同的玻璃。
答案：(1)Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(2)①B
②A
③C
★12氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是
(填序号)。
A.制汽轮机叶片
B.制有色玻璃
C.制永久性模具
D.制造柴油机
(2)写出N的原子结构示意图:,根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式:
。
(3)工业上多通过高纯硅与纯氮气在1
300
℃条件下反应获得氮化硅,化学方程式为
。
(4)工业上也可用化学气相沉积法(CVD)制得氮化硅,化学方程式为
。工业上常用化学气相沉积法由CH4制造金刚石薄膜,反应原理为
。
解析：(1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨损、抗腐蚀、抗冷热冲击,所以可用来制造汽轮机叶片、永久性模具以及柴油机等。
(2)氮化硅中,氮的非金属性强,应显-3价,硅的还原性强,且+4价稳定,故应显+4价。由此可得氮化硅的化学式:Si3N4。
答案：(1)ACD
(2)
(3)3Si+2N2Si3N4
(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
CH4C(金刚石)+2H2
★13晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温(1
600~1
800
℃)下用碳还原二氧化硅制得粗硅。
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2。
③SiHCl3与过量H2在1
100~1
200
℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为,若温度超过1
900
℃,则会生成金刚砂,化学方程式为
。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是,装置D不能采用普通玻璃管的原因是,装置D中发生反应的化学方程式为
。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及
。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是
。
A.碘水B.氯水
C.Na2SO3溶液D.KSCN溶液
解析：根据题给信息,SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中自燃,可知H2的作用之一就是排尽装置内的空气,防止SiHCl3自燃,因此H2必须是干燥的,可知B的作用就是干燥H2,所以选用浓硫酸。由于通入D中的应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流,所以C装置要加热,并且是水浴加热。由于D装置应加热到1
100~1
200
℃,所以必须用石英管。鉴定是否含铁单质,用稀盐酸溶解后生成Fe2+,再转化为Fe3+后再检验,故选B、D两种试剂。
答案：(1)SiO2+2CSi+2CO↑
SiO2+3CSiC+2CO↑
(2)①浓硫酸
使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成
在该反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2Si+3HCl
③排尽装置中的空气
④BD