2020高中化学 无机非金属材料：玻璃、陶瓷和水泥巩固练习 新人教版选修2 4页

无机非金属材料：玻璃、陶瓷和水泥 ‎【巩固练习】‎ 一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）‎ ‎1．下列叙述正确的是（ ） 　 A．酸均不能与酸性氧化物反应 　 B．玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸 　 C．石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 　 D．石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 ‎2．下列有关材料的说法不正确的是（ ） A．传统的无机材料虽有不少优点，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 ‎3．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 ‎4．根据水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅酸盐工业的一般特点是（ ）‎ ‎ ①原料一定是含硅元素的物质 ②生成物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④发生复杂的物理、化学变化 A．①和② B．①②③ C．①③④ D．①②③④‎ ‎5．磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料。它可用于制造人造骨骼，这是利用这类材料（ ）‎ A．耐高温特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能 ‎6．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不正确的是（ ）。‎ ‎ 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升计算机系统的计算能力 ‎7．下列说法正确的是（ ）。‎ ‎ 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，但都不能作半导体 D．新型无机非金属材料都能透过可见光 ‎8．熔融烧碱应选用的器皿是（ ）‎ A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚 ‎9．实验室中固体试剂可以放在广口瓶中，液体试剂放在细口瓶中，但是有些试剂必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中。以下物质必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中的是（ ）。‎ ‎ ①KOH溶液 ②Na2CO3溶液 ③盐酸 ④氢氟酸 ⑤澄清石灰水 ⑥硝酸 ⑦NaOH溶液 A．③⑥ B．①②④⑤ C．①②⑤⑦ D．①②⑤⑥⑦‎ ‎10．下列说法中正确的是（ ）。‎ ‎ A．玻璃是由：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体 ‎ B．水玻璃在空气中能变浑浊，水泥无论在空气中还是在水中都能硬化 ‎ C．制备光导纤维的重要原料是玻璃 4‎ D．水泥工业中最重要的设备是高炉 ‎11．石灰石在自然界中储量丰富，它是许多工业的主要原料之一，在制取下列物质时不需要石灰石的是（ ）。‎ A．玻璃 B．陶瓷 C．生石灰 D．漂白粉 ‎12．‎2011年11月17日19时32分，“神舟”八号飞船返回舱在内蒙古成功着陆。飞船在重返大气层时，由于同空气的剧烈摩擦，船体的表面温度将上升到2 000～3 ‎000℃‎，因此飞船表面必须有良好的防高温措施。下列有关飞船的防高温措施中不可取的是（ ）。‎ ‎ A．使用陶瓷类的贴面覆盖船体，以防止高温传入舱内 ‎ B．使用在一定条件下能熔化或气化的表面覆盖材料 ‎ C．使用在一定条件下能与大气层中的氧气发生剧烈燃烧的表面覆盖材料 D．使用在一定条件下能发生分解反应的表面覆盖材料 ‎13．下列属于新型无机非金属材料特性的是（ ）。‎ ‎ ①能承受高温，强度高 ②具有电学特性 ③具有光学特性 ④具有生物功能 ⑤可塑性好 A．① B．①② C．①②③⑤ D．①②③④ ‎ ‎14．氮化铝（A1N）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，A1N可通过反应Al2O3+N2+C ‎2A1N+3CO合成。下列叙述中正确的是（ ）。‎ ‎ A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂 ‎ B．上述反应中，每生成1 mol A1N需转移3 mol电子 ‎ C．A1N中氮元素的化合价为+3‎ D．A1N的摩尔质量为‎41 g 二、填空题 ‎1．含A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C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。‎ ‎ （1）在元素周期表中，A位于________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是________。‎ ‎ （2）易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是________。‎ ‎ （3）将C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B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。‎ ‎ ①写出生成D和F的化学反应方程式：________________。‎ ‎ ②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 ‎2．有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸，将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。‎ ‎ （1）A为________，有关反应的化学方程式________________。‎ ‎ （2）B为________，有关反应的化学方程式________________。‎ ‎（3）C为________，有关反应的化学方程式________________。‎ ‎3．A、B、C、D、E、F代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。‎ A+F B C+D E+D 加碳 高温 加碳酸钙 高温 加碳酸钠 高温 ‎ 请填空：‎ 4‎ ‎ （1）A单质是________（填化学式），B是一种新型无机非金属材料，该材料是________。‎ ‎ （2）写出B→C+D的化学方程式：________。‎ ‎（3）E的化学式为________。‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1．BD ‎ ‎【解析】A错，二氧化硅是酸性氧化物，可与氢氟酸反应；B正确，玻璃、陶瓷、水泥都是硅酸盐产品，其成分都含有二氧化硅；C错，石灰硬化是因为氢氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙而硬化，水泥与水掺和、搅拌并经静置后凝固变硬；D正确，都是二氧化碳气体。‎ ‎2．B ‎ ‎【解析】传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲击，A项正确。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，还具有若干优点，如能承受高温，强度较高，具有电学特性等，B项错误，C、D项正确。‎ ‎3．CD ‎ 【解析】高温结构材料具有能受高温，不怕氧化耐酸碱腐蚀、硬度高、耐磨损、密度小等优点，A项错；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，B项错；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，C、D项正确。‎ ‎4．D ‎ 【解析】水泥、玻璃、陶瓷的生产均属于硅酸盐工业，均需在高温条件下发生复杂的物理、化学变化。‎ ‎5．D ‎【解析】某些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，即具有生物功能。 ‎ ‎6．C ‎ 【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，可以用于制造电器部件。‎ ‎7．A ‎【解析】B项不正确，因为新型无机非金属材料继承了传统无机非金属材料的优点，能耐高温。C项不正确，因为有的新型无机非金属材料可以作半导体。D项不正确，因为新型无机非金属材料有的能透过可见光，有的不能透过可见光。‎ ‎8．C ‎ ‎ 【解析】实验中选用熔融烧碱的器皿，既要考虑器皿材料的熔点，又要考虑这种器皿是否与烧碱反应。A、B、D三个选项中均含有SiO2，高温下烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。铁在高温下不与NaOH反应。‎ ‎9．C ‎ 【解析】玻璃中有SiO2，能与碱性溶液反应生成硅酸盐而使瓶塞与瓶口粘连，故盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞；氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃容器中。‎ ‎10．B ‎ ‎【解析】‎ 4‎ ‎11．B ‎【解析】制玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）；制取陶瓷需要黏土，不需要石灰石；生石灰是石灰石高温分解的产物；制漂白粉需要氢氧化钙，生产氢氧化钙的主要原料是石灰石。‎ ‎12．C ‎【解析】表面覆盖的材料如果与氧气发生剧烈反应，就会放出大量的热，就起不到防高温的作用。‎ ‎13．D ‎【解析】新型无机非金属材料不具有可塑性。‎ ‎14．B ‎【解析】从反应前后元素化合价的变化看：N—N，C—C，N，是氧化剂，C是还原剂，A项错误；由化合价变化：N—N，每生成1 mol AlN转移3 mol电子，B项正确；C项A1N中氮元素的化合价为－3，C项错误；摩尔质量的单位为g·mol－1。不是g，D项错误。‎ 二、填空题 ‎1．（1）ⅣA 最外层均有4个电子，最内层均有2个电子 ‎（2）氢氟酸 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ‎（3）①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ ②ABC ‎ ‎【解析】（1）A元素单质可做半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅元素相对原子质量小的同族元素为碳元素。‎ ‎ （2）C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。‎ ‎（3）SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料（普通玻璃、石英玻璃）以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。‎ ‎2．（1）金刚石 C+O2CO2‎ ‎ （2）石英 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O；2HCl+Na2SiO3==2NaCl+H2SiO3↓‎ ‎（3）玻璃 CaCO3+Na2CO3+6SiO2Na2O·CaO·6SiO2+2CO2↑‎ ‎【解析】解答本题应从A的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：M=32×1.375=44。该气体无色而且能使澄清的石灰水变浑浊，可以确定该气体为二氧化碳，因为A为透明、不溶于水的坚硬固体，由此推断A为金刚石。‎ ‎ B同样为透明、不溶于水的坚硬固体，但可溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量盐酸时可析出白色固体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，B固体为石英。‎ C物质由石灰石、纯碱和B物质（石英）混合加热反应而制得，在高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的性质特点，故C为玻璃。‎ ‎3．（1）Si 光导纤维 （2）SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ （3）Na2SiO3‎ ‎【解析】从A元素进行突破，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素单质，A为硅，B与碳反应可得到A，B为SiO2，B→A是工业制取粗硅的反应，B→C，B→E是制取玻璃的反应，因此C为CaSiO3，E为Na2SiO3，D为CO2，F为CO。‎ 4‎