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1、专题3 丰富多彩的生活材料 第二单元 功能各异的无机非金属材料一、选择题1.(2015茂名高二检测)下列不属于传统硅酸盐产品的是()【解析】选C。生产光导纤维的原料是SiO2，是新型材料，不是硅酸盐产品。2.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】选C。实验室中的试管为玻璃制品，其余的均为陶瓷制品。3.(2015潍坊高二检测)下列关于普通玻璃的叙述中，正确的是()A.它是人类最早使用的硅酸盐材料B.红色玻璃中含氧化亚铜C.它在加热熔化时有固定的熔点D.普通玻璃的成分为碳酸钠、碳酸钙、石英砂【解析
2、】选B。玻璃不是人类最早使用的硅酸盐产品，A错误；玻璃中加入氧化亚铜会制成红色玻璃，B正确；玻璃无固定的熔点，C错误；制取普通玻璃的原料为碳酸钠、碳酸钙、石英砂，D错误。【易错提醒】制取玻璃的原料和玻璃的成分的区别制取玻璃的原料是碳酸钙、碳酸钠、石英砂，而玻璃的成分是CaSiO3、Na2SiO3和二氧化硅。【补偿训练】水泥工业和普通玻璃工业的共同原料是()A.黏土B.碳酸钠C.石英砂D.碳酸钙【解析】选D。水泥工业的原料是石灰石(CaCO3)、黏土；玻璃工业的原料为碳酸钠、碳酸钙、石英砂。4.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
3、属材料B.氮化硅陶瓷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.光导纤维是一种优良的导电材料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D。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D选项正确。【方法规律】新型无机非金属材料的特性(1)能承受高温，强度高，如氮化硅陶瓷在1 200时仍具有高强度。(2)具有电学特性。有的可
4、作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。(3)具有光学特性。有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。(4)具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植入人体内。5.(2015中山高二检测)实验室储存的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()KOH溶液Na2CO3溶液盐酸氢氟酸澄清石灰水硝酸NaOH溶液A.B.C.D.【解析】选D。玻璃中有SiO2，能与碱性溶液反应生成Na2SiO3，故盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。氢氟酸能腐蚀
5、玻璃，不能盛放在玻璃瓶中。6.(2015重庆高考)中华民族有着光辉灿烂的发明史，下列发明创造不涉及化学反应的是()A.用胆矾炼铜B.用铁矿石炼铁C.烧结粘土制陶瓷D.打磨磁石制指南针【解析】选D。A项，胆矾的化学式为CuSO45H2O，由CuSO45H2OCu，有新物质生成，属于化学反应；B项，由Fe2O3Fe，有新物质生成，属于化学反应；C项，制陶瓷的原料是粘土，发生化学变化生成硅酸盐产品；D项，打磨磁石制指南针，只是改变物质的外形，没有新物质生成，不涉及化学反应。7.(2015萍乡高二检测)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
6、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极限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
7、应属于硅酸盐材料，所以应难溶于水。8.熔融氢氧化钠应选用的器皿是()A.陶瓷坩埚B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚D.生铁坩埚【解析】选D。陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，所以A、B、C项的器皿都不能选用，只能用生铁坩埚。9.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO，下列叙述不正确的是()A.在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al
8、2O3是氧化剂B.上述反应中每生成2 mol AlN，N2得到6 mol电子C.氮化铝中氮元素的化合价为-3D.氮化铝晶体在生产过程中要避免氧气的进入【解析】选A。在氮化铝生产中N2是氧化剂，C是还原剂，生成2 mol AlN时，转移6 mol电子。AlN中金属Al为+3价，N为-3价，AlN生产中应隔绝空气。二、非选择题10.(2015马鞍山高二检测)(1)某型号水泥主要成分为Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz，则x=，y=，z=。制取该水泥所用的原料是。(2)根据不同玻璃的特性和用途填空。a.普通玻璃b.石英玻璃c.光学玻璃(铅玻璃)d.钢化玻璃可用于制造门窗、镜子的是，用于
9、汽车或火车窗玻璃的是，用于制造化学仪器的是，用于制造光学仪器的是。【解析】(1)将水泥主要成分写成氧化物形成：2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3，可得x=3，y=5，z=6。(2)钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易破碎，碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，常用于制造汽车或火车的车窗等，提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学反应容器；加入PbO后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造光学仪器。答案：(1)356石灰石、黏土(2)adbc11.含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元
10、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。写出生成D和F的化学反应方程式： 。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是。A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩锅D.铁坩锅(4)100 g C与石灰石的混合物充
11、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。【解析】(1)含A元素的单质可作半导体材料，含A元素的一种化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，C为SiO2，D为Na2SiO3。比硅相对原子质量小的同族元素B为碳。(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，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在高温熔化Na2CO3。(4)若SiO2恰好完全反应或过量，与CaCO3反应的化学方程式只有一个，即CaCO3
12、+SiO2CaSiO3+CO2。若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3CaO+CO2。总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系列式求解CaCO3CO2100 g 22.4 Lm(CaCO3) 11.2 Lm(CaCO3)=50 g混合物中CaCO3的质量分数：100%=50%。答案：(1)A最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO2+4HFSiF4+2H2O(3)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2，Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3D(4)50%12.有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在
13、氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断：(1)A为哪种元素的单质？(2)B、C各是什么物质？(3)写出有关反应的化学方程式。【解析】先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C
14、。A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为321.375=44，该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸酸性还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。C物质由石灰石、纯碱、B物质(二氧化硅)混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。答案：(1)A为碳元素的一种单质(2)B为SiO2，C为普通玻璃(3)C+O2CO2，CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O，SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3，Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2。
