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高中人教版 (新课标)第三节 玻璃、陶瓷和水泥巩固练习
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这是一份高中人教版 (新课标)第三节 玻璃、陶瓷和水泥巩固练习，共4页。试卷主要包含了与普通玻璃成分相同的物质是等内容，欢迎下载使用。
A组
1.与普通玻璃成分相同的物质是( )
A.石英玻璃B.水玻璃C.钢化玻璃D.光学玻璃
解析:石英玻璃是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液,光学玻璃是普通玻璃中加入了其他物质。
答案:C
2.从“南澳一号”沉船中打捞出大量精美陶瓷,陶瓷材料属于( )
A.金属材料
B.无机非金属材料
C.合成高分子材料
D.天然高分子材料
解析:陶瓷是硅酸盐产品,属于无机非金属材料。
答案:B
3.制造水泥的原料熔融后发生了复杂的物理、化学变化。下列对硅酸盐水泥的叙述不正确的是( )
A.是硅酸盐、铝酸盐、石膏等物质的混合物
B.水泥砂浆又称混凝土
C.具有水硬性,在空气或水中都能硬化,硬化是化学变化过程
D.钢筋混凝土是人类最早利用的复合材料之一
解析:水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙,可看作硅酸盐和铝酸盐,石膏是为了调节水泥硬化速度,A项正确;水泥砂浆在建筑上用作黏合剂,混凝土是水泥、沙子和碎石按一定比率的混合物,直接用于建造桥、房屋等建筑,两者不是同一种物质,B项错误;水泥硬化的过程中石膏与水泥中的硅酸三钙、铝酸三钙起反应,生成凝胶状物质,故硬化属于化学变化,C项正确。
答案:B
4.下列关于陶瓷、水泥等装修材料的说法中,错误的是( )
A.制作陶瓷的主要原料是黏土
B.玻化砖是所有瓷砖中最硬的一种
C.生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土、石灰石和石英
D.水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆
解析:结合教材上的知识对选项逐个分析,不难看出选项C错误。生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石,没有石英。黏土的主要化学成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,所以普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。D选项中要注意水泥砂浆和混凝土之间的区别,水泥、沙子、碎石的混合物是混凝土。
答案:C
5.有关普通玻璃、水泥和陶瓷,下列说法正确的是( )
A.制造普通玻璃、水泥和陶瓷的一种共同原料是石灰石
B.三者的化学组成中都有硅元素
C.实验室里的坩埚、蒸发皿都是玻璃制品
D.光导纤维的质量小而且细,传导声音的能力特别强
解析:制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,制造水泥的原料是石灰石和黏土,制造陶瓷的主要原料是黏土,A项错误;石英的成分是SiO2,水泥的主要成分是3CaO·SiO2等,黏土的主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O,可见普通玻璃、水泥和陶瓷中都含硅元素,B项正确;实验室里的坩埚、蒸发皿都是陶瓷制品,C项错误;光导纤维传导的是光信号而不是声音信号,D项错误。
答案:B
6.汉代器物上的颜料“汉紫”历经千年却光彩依旧。20世纪80年代科学家进行超导材料的研究时,发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2价),下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A.用盐的形式表示为BaSiO3·CuSiO3
B.用氧化物的形式表示为BaO·CuO·2SiO2
C.易溶于强酸和强碱
D.性质稳定,不易褪色
解析:根据化合价代数和为零可知,硅酸铜钡中x=6,即硅酸铜钡的化学式为BaCuSi2O6,A、B项均正确;“汉紫”长久存在说明其性质稳定,C项错误,D项正确。
答案:C
7.下列有关材料的特性及用途叙述不正确的是( )
A.氧化铝陶瓷具有两性,可用来制造人造牙齿
B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机
C.光导纤维传导光的性能很强,是非常好的通讯材料
D.人造刚玉硬度高,可用于制造刚玉球磨机
解析:根据不同材料的特性及相应用途来判断。氧化铝陶瓷对人体无毒,不溶于水,强度高,耐磨损、耐酸碱腐蚀,对人体组织的适应性好,所以可用来制人造牙齿,但不具有两性。
答案:A
8.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.高温结构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.光导纤维是一种能高质量传导光的有机纤维
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:高温结构陶瓷具有超硬性,A项错误;高温结构陶瓷耐高温,但不耐强酸,B项错误;光导纤维是石英玻璃纤维,其主要成分为SiO2,不属于有机纤维,C项错误。
答案:D
9.(1)过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成 (填序号)。
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A.①④B.②⑤C.③D.②
(2)在烧制砖瓦时,用粘土做成的坏经过烘烧后,铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的 气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 ,同时还有未烧的碳的颗粒,而制得了青色砖瓦。
(3)证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是
。
解析:(1)由泥沙、纯碱和生石灰组成的原料,可直接制得玻璃,属于一种硅酸盐产品,B项正确。(2)向窑顶加水发生下列反应:C+H2OCO+H2,CO和H2都具有还原性,可将Fe2O3还原成Fe3O4、FeO,需注意铁的氧化物的颜色。(3)CaO和CaCO3均溶于盐酸,但只有CaCO3与盐酸作用产生气泡,故用盐酸可以验证石灰石的存在;SiO2不溶于盐酸能溶于NaOH溶液,所以可以用NaOH溶液来验证石英的存在。
答案:(1)B
(2)Fe2O3 CO和H2 Fe3O4、FeO
(3)先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现,若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
10.元素A的一种单质是一种重要的半导体材料,含元素A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与烧碱反应生成含元素A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原子在电子层结构上的相同点是 。
(2)易与C发生化学反应的酸是 (填名称),反应的化学方程式是 。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成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元素A的化合物F。
①写出生成D和F的化学方程式: 、 。
②要将氢氧化钠高温熔化,下列坩埚不可选用的是 (填字母)。
A.普通玻璃坩埚
B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩埚
D.铁坩埚
解析:(1)由题意可知,单质A是半导体材料Si,化合物C为SiO2,化合物D为Na2SiO3,氧化物E为二氧化碳。硅元素位于第三周期ⅣA族,元素B为碳元素,两元素位于同一主族,最外层电子数都是4。(2)①SiO2可与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水。(3)SiO2可与纯碱在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳,在水溶液中两者又可反应生成碳酸钠和硅酸,所以化合物F为硅酸。②因为普通玻璃、石英玻璃中均含有二氧化硅,而二氧化硅和氧化铝在高温下均能和氢氧化钠反应,所以熔融氢氧化钠只能选择铁坩埚。
答案:(1)ⅣA ○+6◝2◞◝4◞ 最外层电子数均为4
(2)氢氟酸 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓ ②ABC
B组
1.祖母绿是含铬(以Cr2O3形式存在)等微量元素的矿物,其主要成分为Be3Al2Si6O18(Be3Al2Si6O18无色透明),下列说法不正确的是( )
A.祖母绿是一种硅酸盐矿物
B.其主要成分可用氧化物形式表示:3BeO·Al2O3·6SiO2
C.绿色是Cr2O3表现出来的
D.祖母绿是多种氧化物组成的混合物
解析:祖母绿是混合物,主要成分是硅酸盐矿物,能写成氧化物的形式,但并不是由氧化物组成的。
答案:D
2.实验室储存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.①②③⑤⑥B.①②④⑤
C.①②④⑤⑦D.①②⑤⑦
解析:玻璃中有SiO2,能与碱性溶液反应生成硅酸盐。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。
答案:D
3.光纤通信是一种现代化的通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆,其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是( )
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3
②制造光导纤维的主要原料是SiO2
③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射
④光导纤维是一种半导体材料
A.①④B.②③C.①③D.②④
解析:光导纤维的主要成分为SiO2,①错误,②正确;SiO2不是半导体材料,它传递信号的原理是光的全反射,③正确,④错误。
答案:B
4.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.“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:“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,烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料,所以应难溶于水。
答案:D
5.未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。这类材料中研究得较多的是化合物G。
(1)化合物G的相对分子质量为140,G中硅元素的质量分数为60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成,同时产生HCl气体。请推断:
①化合物G的化学式为 ,②1 ml NH3和0.75 ml E恰好完全反应生成G和HCl,则化合物E的分子式为 。
(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用,所得产物中都有一种酸性氧化物,它是工业上生产玻璃的主要原料。与氧反应所得的产物还有一种单质,与水反应生成另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式: 。
(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料,现采用常压下在G中添加氧化铝,经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料,它的商品名叫“赛伦”,化学通式可表达为Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃时x的极限值约为4.0,在1 400 ℃时x为2.0,以保持整个化合物呈电中性。试问:“赛伦”中Y元素的化合价为 。
解析:(1)G中Si的原子数为14060%/28=3,另一种元素由E+NH3G+HCl,根据元素守恒推出为N,E由Si、Cl两种元素组成,N的原子数为14040%/14=4,故G的化学式为Si3N4。由原子守恒知E中Si、Cl原子个数比为1∶4,故其分子式为SiCl4。
(2)Si3N4与O2反应生成SiO2和N2,与H2O反应生成SiO2和NH3。
(3)Si为+4价,Al为+3价,O为-2价,当x=4时,代入得Y的化合价a:24+43+(-2)4+a4=0,a=-3。
答案:(1)①Si3N4 ②SiCl4 (2)Si3N4+6H2O3SiO2+4NH3↑ (3)-3
6.氮化硅用作高温陶瓷复合材料,在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下:
石英砂SiCl4(粗)SiCl4(精)Si(NH2)4氮化硅
其中—NH2基团中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题:
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学方程式表示其原因: 。
(2)图示①~⑤的变化中,属于氧化还原反应的是 。
(3)在反应⑤中,3 ml Si(NH2)4在高温下加热可得到1 ml 氮化硅粉末和8 ml A气体,则氮化硅的化学式为 。
(4)在高温下使SiCl4处在B和C两种气体的气氛中,能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出用SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式: 。
解析:(1)石英砂(SiO2)是酸性氧化物,与碱反应生成盐和水,SiO2 +2NaOHNa2SiO3+H2O。(2)①中有单质参加和生成,有化合价升降,属于氧化还原反应;②中有单质参加,化合价升降,属于氧化还原反应;③中蒸馏(分馏)属于物质的提纯,属于物理变化;④中无化合价变化,是复分解反应,属于非氧化还原反应;⑤中无化合价变化,属于非氧化还原反应。(3)A为气体,根据物质的量关系可以判断,得到的气体只能是NH3,即1 ml氮化硅中,含有3 ml Si和4 ml N,即氮化硅的化学式为Si3N4。(4)B、C能化合生成NH3,即B、C为氮气和氢气。故反应的化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
答案:(1)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
(2)①②
(3)Si3N4
(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
A组
1.与普通玻璃成分相同的物质是( )
A.石英玻璃B.水玻璃C.钢化玻璃D.光学玻璃
解析:石英玻璃是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液,光学玻璃是普通玻璃中加入了其他物质。
答案:C
2.从“南澳一号”沉船中打捞出大量精美陶瓷,陶瓷材料属于( )
A.金属材料
B.无机非金属材料
C.合成高分子材料
D.天然高分子材料
解析:陶瓷是硅酸盐产品,属于无机非金属材料。
答案:B
3.制造水泥的原料熔融后发生了复杂的物理、化学变化。下列对硅酸盐水泥的叙述不正确的是( )
A.是硅酸盐、铝酸盐、石膏等物质的混合物
B.水泥砂浆又称混凝土
C.具有水硬性,在空气或水中都能硬化,硬化是化学变化过程
D.钢筋混凝土是人类最早利用的复合材料之一
解析:水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙,可看作硅酸盐和铝酸盐,石膏是为了调节水泥硬化速度,A项正确;水泥砂浆在建筑上用作黏合剂,混凝土是水泥、沙子和碎石按一定比率的混合物,直接用于建造桥、房屋等建筑,两者不是同一种物质,B项错误;水泥硬化的过程中石膏与水泥中的硅酸三钙、铝酸三钙起反应,生成凝胶状物质,故硬化属于化学变化,C项正确。
答案:B
4.下列关于陶瓷、水泥等装修材料的说法中,错误的是( )
A.制作陶瓷的主要原料是黏土
B.玻化砖是所有瓷砖中最硬的一种
C.生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土、石灰石和石英
D.水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆
解析:结合教材上的知识对选项逐个分析,不难看出选项C错误。生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石,没有石英。黏土的主要化学成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,所以普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。D选项中要注意水泥砂浆和混凝土之间的区别,水泥、沙子、碎石的混合物是混凝土。
答案:C
5.有关普通玻璃、水泥和陶瓷,下列说法正确的是( )
A.制造普通玻璃、水泥和陶瓷的一种共同原料是石灰石
B.三者的化学组成中都有硅元素
C.实验室里的坩埚、蒸发皿都是玻璃制品
D.光导纤维的质量小而且细,传导声音的能力特别强
解析:制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,制造水泥的原料是石灰石和黏土,制造陶瓷的主要原料是黏土,A项错误;石英的成分是SiO2,水泥的主要成分是3CaO·SiO2等,黏土的主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O,可见普通玻璃、水泥和陶瓷中都含硅元素,B项正确;实验室里的坩埚、蒸发皿都是陶瓷制品,C项错误;光导纤维传导的是光信号而不是声音信号,D项错误。
答案:B
6.汉代器物上的颜料“汉紫”历经千年却光彩依旧。20世纪80年代科学家进行超导材料的研究时,发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2价),下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A.用盐的形式表示为BaSiO3·CuSiO3
B.用氧化物的形式表示为BaO·CuO·2SiO2
C.易溶于强酸和强碱
D.性质稳定,不易褪色
解析:根据化合价代数和为零可知,硅酸铜钡中x=6,即硅酸铜钡的化学式为BaCuSi2O6,A、B项均正确;“汉紫”长久存在说明其性质稳定,C项错误,D项正确。
答案:C
7.下列有关材料的特性及用途叙述不正确的是( )
A.氧化铝陶瓷具有两性,可用来制造人造牙齿
B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机
C.光导纤维传导光的性能很强,是非常好的通讯材料
D.人造刚玉硬度高,可用于制造刚玉球磨机
解析:根据不同材料的特性及相应用途来判断。氧化铝陶瓷对人体无毒,不溶于水,强度高,耐磨损、耐酸碱腐蚀,对人体组织的适应性好,所以可用来制人造牙齿,但不具有两性。
答案:A
8.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.高温结构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.光导纤维是一种能高质量传导光的有机纤维
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:高温结构陶瓷具有超硬性,A项错误;高温结构陶瓷耐高温,但不耐强酸,B项错误;光导纤维是石英玻璃纤维,其主要成分为SiO2,不属于有机纤维,C项错误。
答案:D
9.(1)过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成 (填序号)。
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A.①④B.②⑤C.③D.②
(2)在烧制砖瓦时,用粘土做成的坏经过烘烧后,铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的 气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 ,同时还有未烧的碳的颗粒,而制得了青色砖瓦。
(3)证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是
。
解析:(1)由泥沙、纯碱和生石灰组成的原料,可直接制得玻璃,属于一种硅酸盐产品,B项正确。(2)向窑顶加水发生下列反应:C+H2OCO+H2,CO和H2都具有还原性,可将Fe2O3还原成Fe3O4、FeO,需注意铁的氧化物的颜色。(3)CaO和CaCO3均溶于盐酸,但只有CaCO3与盐酸作用产生气泡,故用盐酸可以验证石灰石的存在;SiO2不溶于盐酸能溶于NaOH溶液,所以可以用NaOH溶液来验证石英的存在。
答案:(1)B
(2)Fe2O3 CO和H2 Fe3O4、FeO
(3)先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现,若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
10.元素A的一种单质是一种重要的半导体材料,含元素A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与烧碱反应生成含元素A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原子在电子层结构上的相同点是 。
(2)易与C发生化学反应的酸是 (填名称),反应的化学方程式是 。
(3)将C与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成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元素A的化合物F。
①写出生成D和F的化学方程式: 、 。
②要将氢氧化钠高温熔化,下列坩埚不可选用的是 (填字母)。
A.普通玻璃坩埚
B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩埚
D.铁坩埚
解析:(1)由题意可知,单质A是半导体材料Si,化合物C为SiO2,化合物D为Na2SiO3,氧化物E为二氧化碳。硅元素位于第三周期ⅣA族,元素B为碳元素,两元素位于同一主族,最外层电子数都是4。(2)①SiO2可与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水。(3)SiO2可与纯碱在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳,在水溶液中两者又可反应生成碳酸钠和硅酸,所以化合物F为硅酸。②因为普通玻璃、石英玻璃中均含有二氧化硅,而二氧化硅和氧化铝在高温下均能和氢氧化钠反应,所以熔融氢氧化钠只能选择铁坩埚。
答案:(1)ⅣA ○+6◝2◞◝4◞ 最外层电子数均为4
(2)氢氟酸 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
(3)①SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓ ②ABC
B组
1.祖母绿是含铬(以Cr2O3形式存在)等微量元素的矿物,其主要成分为Be3Al2Si6O18(Be3Al2Si6O18无色透明),下列说法不正确的是( )
A.祖母绿是一种硅酸盐矿物
B.其主要成分可用氧化物形式表示:3BeO·Al2O3·6SiO2
C.绿色是Cr2O3表现出来的
D.祖母绿是多种氧化物组成的混合物
解析:祖母绿是混合物,主要成分是硅酸盐矿物,能写成氧化物的形式,但并不是由氧化物组成的。
答案:D
2.实验室储存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.①②③⑤⑥B.①②④⑤
C.①②④⑤⑦D.①②⑤⑦
解析:玻璃中有SiO2,能与碱性溶液反应生成硅酸盐。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。
答案:D
3.光纤通信是一种现代化的通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆,其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是( )
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3
②制造光导纤维的主要原料是SiO2
③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射
④光导纤维是一种半导体材料
A.①④B.②③C.①③D.②④
解析:光导纤维的主要成分为SiO2,①错误,②正确;SiO2不是半导体材料,它传递信号的原理是光的全反射,③正确,④错误。
答案:B
4.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.“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:“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,烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料,所以应难溶于水。
答案:D
5.未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。这类材料中研究得较多的是化合物G。
(1)化合物G的相对分子质量为140,G中硅元素的质量分数为60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成,同时产生HCl气体。请推断:
①化合物G的化学式为 ,②1 ml NH3和0.75 ml E恰好完全反应生成G和HCl,则化合物E的分子式为 。
(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用,所得产物中都有一种酸性氧化物,它是工业上生产玻璃的主要原料。与氧反应所得的产物还有一种单质,与水反应生成另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式: 。
(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料,现采用常压下在G中添加氧化铝,经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料,它的商品名叫“赛伦”,化学通式可表达为Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃时x的极限值约为4.0,在1 400 ℃时x为2.0,以保持整个化合物呈电中性。试问:“赛伦”中Y元素的化合价为 。
解析:(1)G中Si的原子数为14060%/28=3,另一种元素由E+NH3G+HCl,根据元素守恒推出为N,E由Si、Cl两种元素组成,N的原子数为14040%/14=4,故G的化学式为Si3N4。由原子守恒知E中Si、Cl原子个数比为1∶4,故其分子式为SiCl4。
(2)Si3N4与O2反应生成SiO2和N2,与H2O反应生成SiO2和NH3。
(3)Si为+4价,Al为+3价,O为-2价,当x=4时,代入得Y的化合价a:24+43+(-2)4+a4=0,a=-3。
答案:(1)①Si3N4 ②SiCl4 (2)Si3N4+6H2O3SiO2+4NH3↑ (3)-3
6.氮化硅用作高温陶瓷复合材料,在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下:
石英砂SiCl4(粗)SiCl4(精)Si(NH2)4氮化硅
其中—NH2基团中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题:
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学方程式表示其原因: 。
(2)图示①~⑤的变化中,属于氧化还原反应的是 。
(3)在反应⑤中,3 ml Si(NH2)4在高温下加热可得到1 ml 氮化硅粉末和8 ml A气体,则氮化硅的化学式为 。
(4)在高温下使SiCl4处在B和C两种气体的气氛中,能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出用SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式: 。
解析:(1)石英砂(SiO2)是酸性氧化物,与碱反应生成盐和水,SiO2 +2NaOHNa2SiO3+H2O。(2)①中有单质参加和生成,有化合价升降,属于氧化还原反应;②中有单质参加,化合价升降,属于氧化还原反应;③中蒸馏(分馏)属于物质的提纯,属于物理变化;④中无化合价变化,是复分解反应,属于非氧化还原反应;⑤中无化合价变化,属于非氧化还原反应。(3)A为气体,根据物质的量关系可以判断,得到的气体只能是NH3,即1 ml氮化硅中,含有3 ml Si和4 ml N,即氮化硅的化学式为Si3N4。(4)B、C能化合生成NH3,即B、C为氮气和氢气。故反应的化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
答案:(1)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
(2)①②
(3)Si3N4
(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
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