高中化學(xué) 第三章 探索生活材料 第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥課時(shí)訓(xùn)練 新人教版選修1

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第三章 探索生活材料 第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥 1．(2015重慶卷)中華民族有著光輝燦爛的發(fā)明史，下列發(fā)明創(chuàng)造不涉及化學(xué)反應(yīng)的是(　　) A．用膽礬煉銅　　　　　 B．同鐵礦石煉鐵 C．燒結(jié)粘土制陶瓷 D．打磨磁石制指南針 解析：打磨磁石制指南針，只改變物質(zhì)的外形，沒(méi)有新物質(zhì)生成，不涉及化學(xué)變化。 答案：D 2．普通玻璃的成分是Na2SiO3CaSiO36SiO2，在生產(chǎn)過(guò)程中加入不同的物質(zhì)，調(diào)整玻璃的化學(xué)成分，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。下表所列不正確的是(　　) 選項(xiàng) A B C D 添加成分 Co2O3 (氧化鈷) Cu2O Fe2＋ PbO 玻璃的色彩或性能 藍(lán)色 紅色 鋼化玻璃 光學(xué)玻璃 解析：玻璃中添加Co2O3(氧化鈷)呈藍(lán)色，添加Cu2O呈紅色，光學(xué)玻璃中一般添加PbO；鋼化玻璃是將普通玻璃先切割成要求尺寸，然后加熱到接近軟化點(diǎn)的700 ℃左右，再進(jìn)行快速均勻地冷卻而得到的，不是添加Fe2＋。 答案：C 3．有關(guān)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是(　　) A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn)，但是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材料 B．氮化硅陶器是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有超硬性，它不與任何無(wú)機(jī)酸反應(yīng) C．光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的纖維素制品 D．光導(dǎo)纖維的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽(tīng) 解析：掌握玻璃、陶瓷、水泥三種重要材料的用途。光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，而纖維素屬于天然高分子化合物。 答案：D 4．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．石英玻璃和普通玻璃成分相同 B．工藝師可用鹽酸刻蝕玻璃制作工藝品 C．由SiO2制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng) D．Si可用于信息存儲(chǔ)，SiO2可用于光纖通訊 答案：D 5．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃的反應(yīng)條件下獲得。 (1)根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是(　　) A．制汽輪機(jī)葉片　　　　　　B．制有色玻璃 C．制永久性模具 D．制造柴油機(jī) (2)畫(huà)出N原子的結(jié)構(gòu)示意圖____________________________， 根據(jù)元素周期律的知識(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式____________。 (3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式 ______________________________________________________。 (4)現(xiàn)用四氯化硅與氮?dú)?、氫氣在氖氣保護(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______________________________________________________。 答案：(1)ACD (2) 　Si3N4 (3)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ (4)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl (時(shí)間：40分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(每小題8分，共56分) 1．下列不屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的是(　　) A．水泥　　　 B．玻璃 C．陶瓷 D．化肥 解析：化肥不屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品。 答案：D 2．屬于硅酸鹽材料的是(　　) A．水晶 B．玻璃 C．生石灰 D．瑪瑙 解析：水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅，生石灰是氧化鈣。 答案：B 3．工業(yè)上制造玻璃時(shí)不需要用到的原料是(　　) A．純堿 B．石灰石 C．石英 D．食鹽 解析：制造玻璃時(shí)不需要用到食鹽。 答案：D 4．對(duì)硅酸鹽水泥的敘述不正確的是(　　) A．是硅酸鹽、鋁酸鹽、石膏等物質(zhì)的混合物 B．水泥砂漿又稱混凝土 C．具有水硬性，在空氣或水中都能硬化，硬化是化學(xué)變化過(guò)程 D．水泥的熱膨脹系數(shù)幾乎跟鋼鐵一樣 答案：B 5．下列關(guān)于普通玻璃的敘述中，正確的是(　　) A．它是人類最早使用的硅酸鹽材料 B．它熔點(diǎn)高、硬度大、抗沖擊 C．它在加熱熔化時(shí)沒(méi)有固定的熔點(diǎn) D．無(wú)色玻璃是純凈物 解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料；玻璃為混合物，無(wú)固定熔點(diǎn)，質(zhì)脆、不抗沖擊。 答案：C 6．(2014廣東學(xué)業(yè)水平測(cè)試)陶瓷家族中有“全能冠軍”之稱的工程陶瓷由氮元素與X元素組成，其化學(xué)式為X3N4。已知X為第三周期元素且原子最外層有4個(gè)電子，則X元素為(　　) A．C B．Al C．O D．Si 解析：根據(jù)“X為第三周期元素且原子最外層有4個(gè)電子”則可推出X為“Si”。 答案：D 7．下列有關(guān)材料分類的說(shuō)法，不正確的是(　　) A．硅酸鹽材料屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料 B．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，金屬屬于金屬材料，但都屬于結(jié)構(gòu)材料 C．新型無(wú)機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維、氧化鋁陶瓷等 D．氮化硅陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，也屬于高溫結(jié)構(gòu)材料 解析：硅酸鹽材料屬于傳統(tǒng)非金屬材料，即A項(xiàng)錯(cuò)；氮化硅陶瓷具有高溫時(shí)能抗氧化，能抵抗冷熱沖擊的特性，屬高溫結(jié)構(gòu)材料。 答案：A 二、非選擇題(本題包括2個(gè)小題，共44分) 8．(22分)“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會(huì)極大地推動(dòng)生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時(shí)代的意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)無(wú)機(jī)非金屬材料。高純度單晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。這種材料可以按下列方法制備： ①寫(xiě)出步驟Ⅰ的化學(xué)方程式：________________________。 ②步驟Ⅱ經(jīng)過(guò)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)為33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)為57.6 ℃)和HCl(沸點(diǎn)為－84.7 ℃)，提純SiHCl3的實(shí)驗(yàn)方法是________。 (2)磁性材料。這種材料一般含有鐵元素，鐵是用途最為廣泛的金屬，也較為活潑，容易腐蝕，所以從它的使用開(kāi)始就不斷實(shí)施著對(duì)它的防護(hù)。最常見(jiàn)的鐵制品腐蝕就是電化學(xué)腐蝕，請(qǐng)寫(xiě)出最為普遍的電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________。 (3)激光材料。我國(guó)是激光技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，紅寶石(Al2O3)是最早用于產(chǎn)生激光的材料，它是一種兩性氧化物，請(qǐng)用離子方程式加以說(shuō)明：_________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：①工業(yè)上用焦炭在高溫下置換二氧化硅中的硅來(lái)制備粗硅，方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑； ②SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 ℃)、SiCl4(沸點(diǎn)57.6 ℃)、HCl(沸點(diǎn)－84.7 ℃)，它們的沸點(diǎn)不同，根據(jù)沸點(diǎn)的不同實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的方法為蒸餾或分餾。 (2)在鐵制品的電化學(xué)腐蝕中，金屬鐵作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋。 (3)氧化鋁是兩性氧化物，既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，其離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 答案：(1)①SiO2＋2CSi＋2CO↑　②蒸餾或分餾 (2)Fe－2e－===Fe2＋ (3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 9．(22分)有A、B、C、D四種含硅元素的物質(zhì)，它們能發(fā)生如下反應(yīng)： ①C與燒堿溶液反應(yīng)生成A和水； ②A溶液與鈣鹽反應(yīng)生成白色沉淀D； ③B在空氣中燃燒生成C； ④C在高溫下與碳酸鈣反應(yīng)生成D和一種氣體； ⑤C在高溫下與碳反應(yīng)生成單質(zhì)B。 (1)根據(jù)上述變化，寫(xiě)出A、B、C、D的化學(xué)式。 A________，B________，C________，D________。 (2)寫(xiě)出反應(yīng)①、④的化學(xué)方程式： ①___________________________________________________； ④____________________________________________________。 (3)工業(yè)上常利用④的反應(yīng)原理制備________。 解析：能與燒堿反應(yīng)的含硅物質(zhì)有Si、SiO2和H2SiO3，由①知A為Na2SiO3；由②知D為CaSiO3，由④知C為SiO2，發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，工業(yè)上常利用此反應(yīng)原理制備玻璃。由⑤知B為Si，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑；由③驗(yàn)證以上推斷合理。 答案：(1)Na2SiO3　Si　SiO2　CaSiO3 (2)①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ④SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ (3)玻璃