1、1第二单元 功能各异的无机非金属材料基础达标1世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今 3 000 年以前，就已经使用玻璃了。 ”下列有关玻璃的说法不正确的是( )A制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂B玻璃在加热熔化时有固定的熔点C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起解析：选 B。本题考查玻璃的制法与性质。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，A 项正确；玻璃是混合物，没有固定熔点，B 项错误；普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO 3和 SiO2熔
2、化在一起的物质，C 项正确；玻璃中含有 SiO2，它能够被碱溶液腐蚀：SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O，故盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，D 项正确。2下列玻璃破碎后没有尖锐棱角的是( )A “浮法”玻璃 B聚酯“玻璃”C钢化玻璃 D光学玻璃解析：选 C。钢化玻璃破碎后没有尖锐的棱角；聚酯“玻璃”是指玻璃钢，其主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，不是玻璃。3磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料。它可用于制造人造骨骼。这是利用这类材料的( )A耐高温特性 B电学特性C光学特性 D生物特性解析：选 D。生物机体有较强的排异性，磷酸钙陶瓷能用于制造人造骨骼，说明具有生物特性。4人造骨是一种新
3、型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这利用了这类材料的生物特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成新骨，骨骼界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼的牢固结合，人造骨植入人体内需要吸收人体中什么成分而形成新骨( )ACa 2 BCl CNa DCa 2 、PO 34解析：选 D。新型无机非金属材料具有耐高温特性、电学特性、光学特性和生物特性，人造骨是利用了生物特性，根据人造骨类似于人骨和天然骨的性质和结构，人骨的主要成分是 Ca3(PO4)2，所以从人体中吸收 Ca2 和 PO 。345专家们预言：随着新陶瓷技术的发展，人类将重返“石器时代” ，不过是个全新的石器时代。新
4、型无机非金属材料碳化钛、碳化硼、氮化硅等称为非氧化物陶瓷。合成这些物质需要在高温条件下进行。在合成工艺中( )A通入足量的氧气 B避免与氮气接触C可在氮气气氛中合成 D通入少量的氧气解析：选 C。这些物质的合成原料在高温条件下容易被氧气氧化，所以在合成工艺中必须注意隔绝氧气，通常在氮气保护下合成。6高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是( )A耐高温耐腐蚀，不怕氧化B密度大，硬度大C韧性好，易于切削、拉伸D良好的传热导电性2解析：选 A。高温结构陶瓷具有高熔点、抗腐蚀、抗氧化、结构稳定、密度小、硬度大等优良性能；韧性好，易于切削、拉伸和良好的传热导电性是金属材料的优良性能。7有关高温结构陶瓷和光导
5、纤维的说法不正确的是( )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材料，具有耐腐蚀性、超硬性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，能防窃听解析：选 A。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、超硬，所以 B 选项正确。光导纤维是一种高质量传导光的玻璃纤维，且抗干扰性能好，不发生电辐射，能防窃听等，所以 C、D 选项正确。8下列有关玻璃的说法错误的是( )A它是 Na2CO3
6、、CaCO 3和 SiO2熔化在一起所得到的物质B玻璃是一种混合物，没有固定的熔化温度C玻璃中掺入 AgBr 和微量的 Cu2O 可制成变色玻璃D玻璃能溶于水，其水溶液称为水玻璃解析：选 D。玻璃不能溶于水，水玻璃是 Na2SiO3的水溶液。9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B
7、“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；它的原理是其比表面积极大，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，烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料，所以应难溶于水。10目前已有多个国家的大汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车，这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由耐高温且不易传热的氮化硅陶瓷材料制造的。(1)氮化硅具有硬度大、熔点高、化学性质稳定的特点，根据性质，推测氮化硅陶瓷的
8、用途_(填序号)。A制汽轮机叶片 B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油机部件(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_。(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛的保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_。解析：根据 N 和 Si 的原子结构及元素周期律的知识，可判断氮元素非金属性比硅强，故 N 显负价(3)，Si 显正价(4)，由此可写出氮化硅的化学式为 Si3N4。根据SiO24HF= =SiF42H 2O 可以写出 Si3N412HF= =3SiF44NH 3。SiCl4与 N2、H 2的反应可理解为 H2
9、还原 SiCl4制取 Si，然后 Si 与 N2在高温下反应生成 Si3N4：3SiCl 42N 26H 2 Si3N412HCl。= = = = =高 温 答案：(1)ACD(2)Si3N412HF= =3SiF44NH 3(3)3SiCl42N 26H 2 Si3N412HCl= = = = =高 温 311陶瓷的发明是人类早期科学技术发展史上的一个重要的里程碑，现在，陶瓷已广泛应用于生活和生产中。(1)传统陶瓷不具有的性质是_。A可导电 B耐酸碱C抗氧化 D耐高温(2)实验室中最常用的坩埚是_，熔融烧碱样品时一般选用_坩埚。(3)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的 Pb、Cd 和
10、Sb 等有毒的金属盐类，为防止中毒，不能长期盛放下列物质的是_。A食用植物油 B酱油C食醋 D酒(4)工业上制陶瓷的主要原料是_。解析：(1)传统陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、抗氧化、耐高温、绝缘、易成型等特点。(2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚。加热时，NaOH 能与瓷坩埚反应，所以熔融烧碱时，一般用铁坩埚。(3)食醋的主要成分是醋酸，能溶解铅、镉等金属造成重金属离子中毒。(4)工业制陶瓷的主要原料是黏土。答案：(1)A (2)瓷坩埚 铁 (3)C (4)黏土能力提升12请完成下面有关玻璃的题目。(1)制造普通玻璃的原料是_，发生反应的化学方程式是_。(2)趣味小实验：不少硅酸盐带有颜色，且
11、生成速度慢，在形成过程中慢慢出现“奇观”，形成美丽的“水底花园”！操作为分别将一些金属氯化物少量地、缓慢地投入到用水稀释过的澄清的水玻璃溶液中：投入氯化铜，形成绿色的“草丛” ；投入氯化钴，形成蓝色的“海草” ；投入氯化铁，形成红棕色的“灵芝” ；投入氯化钙，形成白色的“钟乳石柱” 。请写出上述四个反应的化学方程式：_；_；_；_。解析：(1)制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(2)水玻璃溶液中的 Na2SiO3与不同的金属氯化物发生反应生成沉淀，形成带有不同颜色的硅酸盐。答案：(1)纯碱、石灰石和石英砂Na2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2、= = = = =高 温 CaCO
12、3SiO 2 CaSiO3CO 2= = = = =高 温 (2)CuCl 2Na 2SiO3=CuSiO32NaClCoCl 2Na 2SiO3=CoSiO32NaCl42FeCl 33Na 2SiO3=Fe2(SiO3)36NaClCaCl 2Na 2SiO3=CaSiO32NaCl13A 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 B 可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，B 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 D。(1)易与 B 发生化学反应的酸是_(填化学名称)，该化学反应的重要应用是_。(2)将 B 与纯碱混合，高温熔融时也发生化学反应生成 D，同时还生成氧化
13、物 C；写出生成 D 和 C 的化学反应方程式：_。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铁坩埚将过量的 C 通入 D 的溶液中发生反应的化学方程式是_。(3)B 与石灰石、B 与纯碱发生相似的化学反应。100 g B 与石灰石的混合物充分反应后，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_。(4)A 的单质与烧碱溶液和铝的单质与烧碱溶液发生相似的化学反应。相同物质的量的A 的单质与铝的单质分别跟足量的烧碱溶液反应，生成的气体在同温同压下的体积之比为_。解析：由题中的已知条件可知，A 是硅元素，B 是
14、二氧化硅晶体，D 是硅酸钠。(1)用氢氟酸作玻璃的刻蚀剂和不能使用玻璃容器盛装氢氟酸，都属于SiO24HF= =SiF42H 2O 的重要应用。(2)SiO 2与 Na2CO3反应生成的 Na2SiO3与 CO2的物质的量之比是 11。过量 CO2通入 Na2SiO3溶液中生成的物质是 NaHCO3而不是 Na2CO3；在高温下，酸性氧化物与两性氧化物也能发生化合反应。(3)首先要仿照 Na2CO3与 SiO2的化学反应确定 CaCO3与 SiO2的化学反应，然后要找出CaCO3SiO 2 CaSiO3CO 2和 CaCO3 CaOCO 2两个化学= = = = =高 温 = = = = =高 温 反应中 n(CaCO3)与 n(CO2)的关系 n(CaCO3) n(CO2)。(4)反应方程式为Si2NaOHH 2O=Na2SiO3 2H2和 2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。答案：(1)氢氟酸 用氢氟酸作玻璃的刻蚀剂(2)SiO 2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2 ABC= = = = =高 温 Na 2SiO32CO 22H 2O=H2SiO32NaHCO 3(3)50% (4)43
