人教版 (新课标)选修1 化学与生活第三章 探索生活材料第三节 玻璃、陶瓷和水泥一课一练

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1．(2015·重庆卷)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．同铁矿石炼铁
C．烧结粘土制陶瓷 D．打磨磁石制指南针
解析：打磨磁石制指南针，只改变物质的外形，没有新物质生成，不涉及化学变化。
答案：D
2．普通玻璃的成分是Na2SiO3·CaSiO3·6SiO2，在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学成分，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。下表所列不正确的是( )
解析：玻璃中添加C2O3(氧化钴)呈蓝色，添加Cu2O呈红色，光学玻璃中一般添加PbO；钢化玻璃是将普通玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近软化点的700 ℃左右，再进行快速均匀地冷却而得到的，不是添加Fe2＋。
答案：C
3．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．氮化硅陶器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纤维素制品
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：掌握玻璃、陶瓷、水泥三种重要材料的用途。光导纤维的主要成分是SiO2，而纤维素属于天然高分子化合物。[来源:学优高考网gkstk]
答案：D
4．下列说法正确的是( )[来源:学优高考网]
A．石英玻璃和普通玻璃成分相同
B．工艺师可用盐酸刻蚀玻璃制作工艺品
C．由SiO2制备单晶硅不涉及氧化还原反应
D．Si可用于信息存储，SiO2可用于光纤通讯
答案：D
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，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃的反应条件下获得。
(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是( )
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
(2)画出N原子的结构示意图____________________________，
根据元素周期律的知识，请写出氮化硅的化学式____________。
(3)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
______________________________________________________。
(4)现用四氯化硅与氮气、氢气在氖气保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为
______________________________________________________。
答案：(1)ACD
(2) Si3N4
(3)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑
(4)3SiCl4＋2N2＋6H2eq \(=====,\s\up7(强热))Si3N4＋12HCl
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题8分，共56分)
1．下列不属于硅酸盐工业产品的是( )
A．水泥 B．玻璃
C．陶瓷 D．化肥
解析：化肥不属于硅酸盐工业产品。
答案：D
2．属于硅酸盐材料的是( )
A．水晶 B．玻璃
C．生石灰 D．玛瑙
解析：水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，生石灰是氧化钙。
答案：B
3．工业上制造玻璃时不需要用到的原料是( )
A．纯碱 B．石灰石
C．石英 D．食盐
解析：制造玻璃时不需要用到食盐。
答案：D
4．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．水泥的热膨胀系数几乎跟钢铁一样
答案：B
5．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．它熔点高、硬度大、抗冲击
C．它在加热熔化时没有固定的熔点
D．无色玻璃是纯净物
解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料；玻璃为混合物，无固定熔点，质脆、不抗冲击。
答案：C
6．(2014·广东学业水平测试)陶瓷家族中有“全能冠军”之称的工程陶瓷由氮元素与X元素组成，其化学式为X3N4。已知X为第三周期元素且原子最外层有4个电子，则X元素为( )
A．C B．Al[来源:学优高考网gkstk]
C．O D．Si
解析：根据“X为第三周期元素且原子最外层有4个电子”则可推出X为“Si”。
答案：D
7．下列有关材料分类的说法，不正确的是( )
A．硅酸盐材料属于新型无机非金属材料
B．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，金属属于金属材料，但都属于结构材料
C．新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等
D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，也属于高温结构材料
解析：硅酸盐材料属于传统非金属材料，即A项错；氮化硅陶瓷具有高温时能抗氧化，能抵抗冷热冲击的特性，属高温结构材料。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题：
(1)无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：
①写出步骤Ⅰ的化学方程式：________________________。
②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的实验方法是________。
(2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，容易腐蚀，所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护。最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀，请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式：__________________________________。
(3)激光材料。我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：_________________________________________________
_____________________________________________________。
解析：①工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Si＋2CO↑；[来源:学优高考网gkstk]
②SiHCl3(沸点33.0 ℃)、SiCl4(沸点57.6 ℃)、HCl(沸点－84.7 ℃)，它们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏。
(2)在铁制品的电化学腐蚀中，金属铁作负极发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。
(3)氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应，其离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O。
答案：(1)①SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5( ))Si＋2CO↑ ②蒸馏或分馏
(2)Fe－2e－===Fe2＋
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
9．(22分)有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应：
①C与烧碱溶液反应生成A和水；
②A溶液与钙盐反应生成白色沉淀D；
③B在空气中燃烧生成C；
④C在高温下与碳酸钙反应生成D和一种气体；
⑤C在高温下与碳反应生成单质B。
(1)根据上述变化，写出A、B、C、D的化学式。
A________，B________，C________，D________。
(2)写出反应①、④的化学方程式：
①___________________________________________________；
④____________________________________________________。
(3)工业上常利用④的反应原理制备________。
解析：能与烧碱反应的含硅物质有Si、SiO2和H2SiO3，由①知A为Na2SiO3；由②知D为CaSiO3，由④知C为SiO2，发生的反应为SiO2＋CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑，工业上常利用此反应原理制备玻璃。由⑤知B为Si，发生反应的化学方程式为SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑；由③验证以上推断合理。
答案：(1)Na2SiO3 Si SiO2 CaSiO3
(2)①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
④SiO2＋CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑
(3)玻璃
选项
A
B
C
D
添加成分[来源:学优高考网gkstk]
C2O3
(氧化钴)
Cu2O
Fe2＋
PbO
玻璃的色彩或性能
蓝色
红色
钢化玻璃
光学玻璃