第三节-玻璃、陶瓷和水泥.docx

第三节  玻璃、陶瓷和水泥课后巩固提升
◇基础巩固
1．金属钛对人体无毒且惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关和的说法中正确的是
A．和在周期表中位置相同，都在第4纵行
B．与为同一核素
C．和原子中均含有22个中子
D．分别由和组成的金属钛单质互称为同分异构体
2．下列有关物质的用途(括号内为其用途)错误的是( )
A．SiO2 (制光纤) 　　　　B．Si和Ge(半导体材料)
C．钢化玻璃(汽车窗玻璃) D．氮化硅陶瓷(作导热剂)
3．．有关工业生产的下列叙述中, 错误的是
A．制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英
B．氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料
C．将二氧化硫催化氧化成三氧化硫后, 在吸收塔内用水吸收制得浓硫酸
D．制造普通水泥的主要原料是粘土、石灰石
4．下列说法正确的是 ( )
A．高温结构陶瓷比金属材料具有更多优点，如耐氧化，耐高温，耐酸、碱腐蚀，耐磨损，密度小等优点
B．光导纤维是一种合成纤维
C．光导纤维是从高纯度二氧化硅熔融体中拉出的直径约100／cm的细丝
D．光导纤维作为通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便
5．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。根据性质推断氮化硅的用途错误的是 ()
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
6．我国自行研制的“嫦娥一号”探月飞船成功发射升空，圆了国人几千年的“飞天”梦。这次探月的目的之一就是探测并评估月球表面月壤层的厚度。月壤层中含有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要成分为BexAl2Si6O18。用氧化物的形式将其表示为xBeO·Al2O3·6SiO2，则x的值为 ()
A．4 B．3 C．2 D．1
7从化学角度分析，下列叙述不正确的是学科网
A．为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术学科网
B．凡含有食品添加剂的食物都不利于人体健康学科网
C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是二氧化硅学科网
D．碳酸钠俗称纯碱，与它的水溶液呈碱性有关
8．下列有关物质分类的说法中正确的是
A．石英玻璃、普通玻璃都属于硅酸盐
B．CH2Cl2、C2H6都是纯净物
C．煤、石油都属于可再生能源
D．纯碱、烧碱都属于碱类物质
9．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光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
10．下列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，用于制造刚玉球磨机

能力提高
11．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（）
A．KHCO3和MgCO3 B．MgCO3和SiO2
C．K2CO3和SiO2 D．无法确定
12．2008年北京奥运会的奖牌—“金镶玉”奖牌，使用了昂贵的玉石材料，其化学成分多为含水钙镁硅酸盐，如Ca2Mg5Si8O22(OH)2等，下列说法正确的是 ()
A．Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物的形式表示为：2CaO·5MgO·8Si2O·H2O
B．从分类的角度看，Ca2Mg5Si8O22(OH)2为氧化物
C．宝石材料的性质稳定，耐强酸和强碱
D．Ca2Mg5Si8O22(OH)2易溶于水
13．现有一种硅、铝、铁合金样品，取等质量的两份该样品分别投入足量的稀硫酸和足量的NaOH溶液中，充分反应后，测得生成的气体在相同条件下的体积相等，下列说法不正确的是
A．合金样品中硅和铁的物质的量之比为2︰1
B．合金样品中硅和铁的质量之比为1︰4
C．铁与稀硫酸反应产生的H2与硅与NaOH溶液反应产生H2的量相等
D．上述过程中涉及的反应均为氧化还原反应硅和铁的物质的量之比为2︰1
14．锗是IVA族元素，它的单质晶体是一种良好的半导体材料，被广泛地应用在电子工业上。锗可以从燃烧的烟道灰中提取，其过程可表示如下：

根据以上实验过程，写出各步反应的化学方程式
①________________________________
②________________________________
③________________________________
④________________________________
15．（2006·天津理综）晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl300℃SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量Ｈ2在1000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与Ｈ2Ｏ强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）粗硅与ＨＣｌ反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量
SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为：
　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）用SiHCl3与过量Ｈ2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①装置Ｂ中的试剂是　　　　　　　　　　　，装置Ｃ中的烧瓶需要加热，其目的是：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②反应一段时间后，装置Ｄ中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　，装置Ｄ不能采用普通玻璃管的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，装置Ｄ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是　　　　　　　　　　
　ａ.碘水 ｂ.氯水 ｃ.NaOH溶液 ｄ.KSCN溶液 ｅ.Na2SO3溶液
课后巩固提升
基础巩固
1．A 解析：．与为不同核素；和原子中均含有22个质子；分别由和组成的金属钛单质互称为同素异形体。
2．D解析：光纤的主要成份是SiO2，Si和Ge是半导体材料，钢化玻璃能生产汽车窗玻璃。
3．C解析：将二氧化硫催化氧化成三氧化硫后, 在吸收塔内用浓硫酸吸收，若用水吸收会形成大量的酸雾。
4．A解析：光导纤维不是合成纤维，主要成分为二氧化硅；光导纤维是从高纯度二氧化硅熔融体中拉出的直径约10-6m的细丝；光导纤维具有耐酸、碱腐蚀。
5．B解析：氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面，不仅可以提高柴油机质量，节省燃料，而且能够提高热效率。
6．B解析：根据BexAl2Si6O18中化合价代数和为0可得：(+2)×x+(+3)×2+(+4)×6+(—2)×18=0，解得x=3。
7．B 解析：某些食品添加剂含人体需要的元素，有利人体健康，如加碘食盐。
8．B 解析：石英玻璃、普通玻璃都含二氧化硅，CH2Cl2、C2H6都没有同分异构体，属于纯净物；煤、石油都属于不可再生能源，纯碱是碳酸钠属于盐。
9．B解析：本题综合考查了新型无机非金属材料的了解，以及物理光学的基本原理。光导纤维主要原料的化学成分是SiO2，而光导纤维传递光信号的基本物理原理则是光的全反射。因而说法②、③正确。
10．A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。
能力提高
11．B解析：10gCaCO3刚好相当于0.1mol，完全反应时恰好可放出0.1mol的CO2。若其中含有杂质，则应是一个产生CO2的能力强的（等质量的情况产生比CaCO3更多的气体）和另一个产生CO2的能力不如CaCO3或干脆不产生CO2的物质组成的混合物，符合该条件的只有B项。
12．A解析：硅酸盐是一种复杂的化合物，表示是盐类；宝石材料的性质稳定，难溶于水，但其成分都是硅酸盐，易强酸或强碱腐蚀。
13．A解析：合金投入足量的稀硫酸中，铝、铁参加反应；合金投入足量的NaOH溶液中，硅、铝参加反应，且铝与稀硫酸和NaOH溶液产生H2的量相等，可推知铁与稀硫酸反应产生的H2与硅与NaOH溶液反应产生H2的量相等。根据反应方程式可知：Si~2H2，Fe~H2，则硅和铁的物质的量之比为1︰2。
14．①GeO2+4HCl = GeCl4+2H2O
②GeCl4+3H2O = H2GeO3+4HCl
③H2GeO3H2O+ GeO2
④GeO2+2 H2Ge+2 H2O
解析：Ge为ⅣA族，最高正价为+4价，其氧化物为GeO2，又+4价稳定，与盐酸不发生氧化还原反应，只发生碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得：H4GeO4或H2GeO3。
15．（1）SiO2+2C高温Si+2CO↑（2）分馏（或蒸馏）（3）①浓H2SO4　②有固体生成　在反应温度下，普通玻璃会软化　SiHCl3+H21000~1100℃Si+3HCl ③排尽装置中的空气④bd
解析：(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为：SiO2+2C高温Si+2CO↑；(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行；(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 000~1 100℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应发生爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2+，其检验方法常采用先将Fe2+氧化成Fe3+，然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验。
课外选做