主题3 矿山资源 硫酸与无机材料制造 学业分层测评8

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．与陶瓷、玻璃、水泥同类的物质是()A．光导纤维B．有机玻璃C．人造纤维D．砖瓦【解析】陶瓷、玻璃、水泥、砖瓦均属于硅酸盐材料；光导纤维的成分为SiO2；人造纤维和有机玻璃均为有机高分子材料。

【答案】 D2．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()【解析】23【答案】 A3．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是() 【导学号：28920037】A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚C．化学实验室中的试管D．建筑上烧制的砖瓦【解析】实验室中的试管为玻璃制品。

【答案】 C4．下列有关普通玻璃的说法不正确的是()A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英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】 普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A 正确。

玻璃是混合物，没有固定的熔点，B 错误。

普通玻璃的主要成分为Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2，C 正确。

二氧化硅易与碱液反应生成Na 2SiO 3，Na 2SiO 3具有很强的黏合性，因此盛NaOH 等强碱性溶液的试剂瓶不得用玻璃塞。

【答案】 B5．过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成( )①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐材料A ．①④B ．②⑤C ．③D ．②【解析】 水泥的主要成分是2CaO·SiO 2、3CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3和铁铝酸钙，其生产原料为黏土、石灰石。

混凝土是水泥、碎石和沙子的混合物。

陶瓷属于硅酸盐产品，其主要原料是黏土。

泥沙的主要成分是SiO 2，与纯碱、生石灰在高温下发生反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3，而Na 2SiO 3、CaSiO 3与SiO 2的熔合物即是玻璃，玻璃是一种硅酸盐产品，故答案为B 。

【答案】 B6．石灰石在自然界中存量丰富，它是许多工业的主要原料之一。

但制取下列物质不需要石灰石的是( )A ．玻璃B ．陶瓷C ．水泥D ．漂粉精【解析】 制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英；制陶瓷的主要原料是黏土；制水泥的主要原料是石灰石和黏土；制漂粉精是用石灰乳和氯气，制石灰乳要以石灰石为原料；不需要石灰石的是陶瓷。

【答案】 B7．新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B 4C 3)、氮化硅(Si 3N 4)等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意( )A ．通入充足的氧气B ．避免与氧气接触C ．不可在氮气气氛中合成D．通入少量氧气【解析】在高温条件下，TiC、B4C3、Si3N4等非氧化物陶瓷与氧气反应而被腐蚀，而氮气的化学性质稳定，不与非氧化物陶瓷反应，起到保护陶瓷不被氧化的作用。

【答案】 B8．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是() 【导学号：28920038】①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④【解析】水晶饰物是SiO2，不是硅酸盐制品。

光导纤维的成分是SiO2，不是硅单质。

【答案】 C9．下列对材料的特性及用途的叙述不正确的是()A．氧化铝陶瓷具有两性，因此可用来制造人造牙齿B．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机部件C．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料D．人造刚玉硬度大，可用于制造刚玉球磨机【解析】本题以新型无机非金属材料为题材着重考查了性质决定用途这一原则，并与生产和生活相联系。

要求我们能够认识生产、生活中化学的重要作用。

氧化铝陶瓷用来制造人造牙齿的原因是它具有很高的硬度及具有良好的生物相容性而不是由于其具有两性；氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，所以用于制造柴油机部件时不需要冷却，损失的能量小；光导纤维传导光的能力很强，在通讯时用于传导光信号；人造刚玉(氧化铝)硬度大，所以可用做球磨机材料。

【答案】 A10．精细陶瓷(又称为特种陶瓷)在现代科技中的应用前景很广。

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，将它和电子组件及仪表组成“电子鼻”，被称为“人工神鼻”。

冰箱泄露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，所以它大大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、易爆及有毒的气体。

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[能力提升]11．某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O并含有少量CaO和Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤、弃去残渣，滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液即为净水剂。

(1)写出熔融时，主要成分与纯碱反应的方程式：_________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ (氧化铝和纯碱的反应与SiO2和纯碱反应类似)。

(2)最后的沉淀物是什么？并写出有关离子方程式：_____________________________________________________________________________________。

(3)实验中常用的坩埚有瓷坩埚和铁坩埚，本实验在熔融土样时选用__________。

【解析】由制普通玻璃的反应原理可写出Na2CO3与SiO2的反应方程式；由提示可确定Al2O3跟Na2CO3反应生成铝的含氧酸钠盐即NaAlO2，即可写出反应方程式。

熔块溶解过滤的滤液中主要含有Na2SiO3、NaAlO2，加盐酸后Na2SiO3跟盐酸生成H2SiO3沉淀，NaAlO2跟过量盐酸反应生成AlCl3作净水剂。

瓷坩埚中含有SiO2，在高温下能跟Na2CO3发生反应，因此应用铁坩埚。

【答案】 (1)Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑Al 2O 3＋Na 2CO 3=====高温2NaAlO 2＋CO 2↑(2)H 2SiO 3,2H ＋＋SiO 2－3===H 2SiO 3↓(3)铁坩埚12．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)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________，熔融烧碱样品做实验时一般选用________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【解析】 (1)陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、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。

【答案】 (1)A (2)瓷坩埚 铁 (3)C13．已知某一硅酸盐可表示为Mg a (Si 4O 10)(OH)b (其中a 、b 为正整数)，试回答：(1)a 与b 应满足的关系是(写表达式)_________________________________。

(2)a 能否等于2？________(填“能”、“ 不能”或“无法确定”)。

(3)a ＝3的硅酸盐的表达式(以氧化物的形式表示)______________________。

【答案】 (1)2a ＝b ＋4 (2)不能(3)3MgO·4SiO 2·H 2O14．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、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 ℃反应获得。

(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________。

(填序号)A ．制汽轮机B ．制有色玻璃C ．制永久性模具D ．制造柴油机(2)写出N 的原子结构示意图：________，根据元素周期律知识，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在氢气气氛保护下，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】 氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大，熔点高、化学性质稳定等优良性质，可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，N 元素位于元素周期表第二周期第ⅤA 族，Si 元素则在第三周期第ⅣA 族，非金属性应是N 元素比Si 元素强，其化学式可写为Si 3N 4，氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si 3N 4和HF 的性质分析，可推知该反应不可能是氧化还原反应，其产物只能是SiF 4和NH 3。

SiCl 4、N 2、H 2加强热时反应产物之一是Si 3N 4，可知N 2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H 2，H 2的氧化产物只能是HCl 。

【答案】 (1)ACD (2) Si 3N 4(3)Si 3N 4＋12HF===3SiF 4↑＋4NH 3↑(4)3SiCl 4＋2N 2＋6H 2=====强热Si 3N 4＋12HCl。