《3-1无机非金属材料》同步练习1

1、课题3无机非金属材料同步练习1一、选择题3 0001.（双选）世界著名的科技史学家、 英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：中国至少在距今年以前，就已经使用玻璃了 ”。下列关于玻璃的叙述中，正确的是（）A 玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B .玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英D .普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料；玻璃是混合物，无固定的熔点。【答案】 CD2 .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

2、材料和新型无机非金属材料均具有耐高温的性能。【答案】 A3 .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】 C4 .下列物质中属于纯净物的是 （）A . Na2CO3 IOH2OB .水泥C.纯净的盐酸D .普通玻璃【解析】水泥、盐酸、普通玻璃均为混合物。【答案】A5. （2013亳州高二检测）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

3、.氮化硅陶瓷C.光导纤维D.玻璃钢【解析】Si3N4陶瓷强度大、硬度高、耐磨、不与除氢氟酸外的酸反应。【答案】B6 .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性、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，但都不能做半导体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；用金刚石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】A7. （2013西安高二检测）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

4、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（只有钢的1/4）、熔点高、化 学稳定性好的特点，因此被称为超级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是（）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& （2013廊坊高二检测）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

5、和医疗领域【答案】B9 .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，通讯质量高，能防窃听【解析】A项其硬度大于金属材料，B项能与氢氟酸反应，C项主要原料为SiO2。【答案】D10. 下列叙述正确的是（） 工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅（Si3N4）需要在高温、空气气氛中进行 金刚石硬度很大，不可能利用人工制造 建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料 夏天人们佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅

6、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 .B.C.D.【解析】本题考查化学与工农业生产的关系。生产Si3N4陶瓷若在空气气氛中会生成 SiO2 等；金刚石可以利用石墨转化而成；添加CU2O的玻璃呈红色，不具有变色性能。【答案】D二、非选择题11. 某型号的水泥主要成分有：CazSiOx、CasSiOy、CasAlzOz,贝V 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】利用化合物的化合价之和为 0可以求算出x、y、z的数值。【答案】（1）4 5

7、6（2）凝固变性密封黏土 石灰石石膏12. 晶体硅是良好的半导体材料，也是信息技术中的关键材料，工业上用焦炭在电炉中（高温)还原二氧化硅制得含少量杂质的粗硅，同时生成一氧化碳气体。碳化硅(SiC)具有金刚石的结构，硬度大可用作砂纸、砂轮的磨料。回答下列问题：(1) 写出制取粗硅的化学反应方程式： ，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(2) 写出制取碳化硅的化学反应方程式： ，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。【解析】利用化合价的升降法判断氧化剂和还原剂，注意在SiC中Si显+ 4价，C显4价，所以在制取粗硅的反应中，氧化剂是SiO2，还原剂是 C,而在制取 SiC的反应中，氧化

8、剂和还原剂都是碳。1 600 1 800 C【答案】(1)SiO2 + 2C = Si + 2COf 1 : 2>1 900 C(2)SiO2 + 3C = SiC + 2COf1 : 213. 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 C条件下反应获得氮化硅，化学方程式为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

9、 。工业上也可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 Si3N40)1 300 C(3) 3Si + 2N2= Si3N4(4) 3SiCI 4+ 2N2 + 6H2=Si 3N4+ 12HCI微波或直流放电CH4>C(金刚石)+ 2H2基体温度约950 C，氢气、稀有气体14 获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的

10、飞速发展离不开材料科学的推动。信息产业的核心材料是高纯度的硅，单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法有：方法一：三氯甲硅烷(SiHCI 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：焦炭HCI精馏H2石英砂> 粗硅> SiHCI 3(粗)> SiHCI 3(纯)> 高纯硅高温 573 K以上1 357 K方法二：用金属硅化物(MgzSi)与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。根据上述信息回答以下问题：(1)从方法一生产单晶硅的过程看，由焦炭还原得到的硅为何还要进一步处理？(2)写出方法二

11、中生产咼纯硅的两个化学方程式：;。(3)写出由纯SiHCI3制备高纯硅的化学方程式：。(4)在方法一中，整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCI 3遇水剧烈反应生成H2SQ3、HCI和另一种物质，写出配平的化学方程式：；H2还原SiHCI 3过 程中若 混 入02,可能 引起的后。果是(5) 比较方法一和方法二，分析一下各自的优缺点 。(6) 下列有关硅材料的说法正确的是 (填字母)。A .氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承B 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料一一光导纤维C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高D .盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光

12、单晶硅【解析】(1)C还原SiO2得到的单质硅是粗硅，杂质的含量高，需要进一步的提纯处理;Mg2Si与盐酸作用生成硅烷，同时生成MgCl2 ；注意副产物为 HCI ; (4)SiHCl 3遇水剧高温烈反应生成H2SiO3、HCI和另一种物质，配平的化学方程式：SiHCI 3+ 3出09)= H2SQ3 J+ H2+ 3HCI; H2还原SiHCI 3过程中若混入 。2，可能引起的后果是：高温下，Si被氧气氧化，或H2遇02发生爆炸；(6)Si3N4为熔点高，性质稳定的晶体，A正确。光导纤维的主要材料为Si02, B正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO?和SiO?,它是以石英砂(SiO?)、高温石灰石(CaCO3)和纯碱(Na2CO3)为主要原料反应制成的：W2CO3 + SiO2= Na2SiO3 +高温CO2T; CaCO3+ SiO2= CaSiO3+ CO2T,但玻璃是混合物，没有固定的熔点，C错。常温下，Si不与HCI反应，D错。【答案】(1)由C还原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用 HCI处理得到低沸点SiHCI3，便于蒸馏提纯，然后再还原得高纯硅Mg2Si+