每课一练 3.3 玻璃、陶瓷和水泥 (人教版选修1)

3.3 玻璃、陶瓷和水泥每课一练（人教版选修1）
基础落实
1．化学已渗透到人类生活的各个方面。

下列说法不正确的是()
A．阿司匹林具有解热镇痛作用
B．可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品
C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀
D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂可减少汽车尾气污染
2．过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成()
①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品
A．①和④B．②和⑤C．③D．①③⑤
3．生产水泥的工人最宜多吃血料，其原因是()
A．血料多孔，表面积大，可吸附人体内的矿物尘埃
B．营养价值极高
C．血料可杀菌消毒
D．可医治某些疾病
4．下列关于物质用途的叙述中不正确的是()
A．硅可以用来做变压器的铁芯材料
B．二氧化硅可以用来制光导纤维
C．石墨可以用来做绝缘材料
D．石英玻璃可以用来制造耐高温的化学仪器
5．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()
A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚
C．实验室中的试管D．建筑上烧制的砖瓦
6．有关材料用途的叙述不正确的是()
A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备
B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备
C．氮化硅陶瓷可以制造轴承
D．光导纤维可用于传能、传像、照明等
7．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
8．陶瓷表面有一层绚丽多彩的彩釉。

加工方法是在普通釉料中加入一些金属元素，控制烧制时空气的用量(即氧气用量)，使其得到不同颜色。

若空气不足，铁、铜、锰元素形成的化合物呈现的颜色分别是( )
A ．黑、红、黑褐
B ．红或黄、蓝、紫褐
C ．蓝或绿、蓝、黑褐
D ．红或黄、红、紫褐
9．新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B 4C)、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 ．可在氮气气氛中合成
D ．通入少量氧气
10．根据水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅酸盐工业的一般特点是( )
①原料一定是含硅元素的物质 ②生成物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④发生复杂的物理、化学变化
A ．①和②
B ．①②③
C ．①③④
D ．①②③④
11．氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。

在一定条件下，AlN 可通过反应Al 2O 3＋N 2＋3C=====高温
2AlN ＋3CO 合成。

下列叙述正确的是( )
A ．上述反应中，N 2是还原剂，Al 2O 3是氧化剂
B ．AlN 的摩尔质量为41 g
C ．AlN 中氮元素的化合价为＋3
D ．上述反应中，每生成1 mol AlN 需转移3 mol 电子
12．石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌。

一种叫矿青石棉的化学式为：Na 2Fe 5Si 8O 22(OH)2。

它用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO ，下列说法正确的是( )
A ．该物质中Fe 元素的化合价为＋2价，它属于硅酸盐
B ．该物质的化学组成可表示为：Na 2O·3FeO·Fe 2O 3·8SiO 2·H 2O
C ．1 mol 该物质能和18 mol HNO 3反应，也能与18 mol 盐酸反应
D．这种石棉属于新型无机非金属材料
能力提升
13．有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在纯O2中燃烧只得到一种气体产物X，该无色气体的密度是相同状况下空气密度的1.52倍；B固体能溶于热的烧碱溶液，得到溶液Y，向Y溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀Z；将B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热至高温，能得到C，C无固定的熔点。

则A为____________，B为_______________，C为____________。

(填物质名称)
14．某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，并含少量的CaO、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，溶液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。

(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱反应相似)：________________________，
________________________________________________________________________。

(2)最后的沉淀物是_____________________________________________________，
写出生成该沉淀的离子方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。

(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚。

本实验在熔融土样时，应选________坩埚。

15．氮化硅(Si3N4)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。

粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取。

粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。

但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中加热处理，可以得到表面结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体高温结构材料。

(1)写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(2)分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(3)为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
___________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。

参考答案
1．C [阿司匹林是常用的解热镇痛药，A 项正确；Si 3N 4和Al 2O 3的熔沸点较高，因此可以用作耐高温材料，B 项正确；钢铁闸门上装上铜块，可以形成原电池，能够加快钢铁的腐蚀，C 项错误；四乙基铅可以引发铅中毒，禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂可减少汽车尾气污染，D 项正确。

]
2．B [泥沙的主要成分是SiO 2，与纯碱(Na 2CO 3)、生石灰(CaO)熔化后发生如下反应： 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的熔合物即玻璃，且玻璃是一种硅酸盐产品，故答案为B 。

]
3．A [生产水泥的过程中产生大量的矿物尘埃，吸入人体后会引起肺等部位的病变。

血料多孔，表面积大，吸附性强，所以生产水泥的工人，最宜多吃血料。

血料的营养价值并不高，不能杀菌消毒，不能医治某些疾病。

]
4．C [石墨是导体。

]
5．C
6．B [氧化铝的熔点是2 050℃，可作耐高温设备。

]
7．D [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SiO 2，而纤维素属于天然高分子化合物。

]
8．A [O 2不足时，Fe 主要生成FeO 为黑色，Cu 主要生成Cu 2O 为红色，Mn 主要生成MnO 为黑色。

]
9．B [TiC 、B 4C 、Si 3N 4在高温条件下均可以与氧气反应。

]
10．D [由制水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅酸盐工业的共同点是生成物均是硅酸盐，且在高温下均发生复杂的物理、化学变化。

]
11．D 12.B
13．金刚石 二氧化硅 玻璃
解析 土样成分中的CaO 、Fe 2O 3属于碱性氧化物，不与Na 2CO 3反应。

SiO 2和Na 2CO 3在高温下的反应与生产玻璃的反应相同。

Al 2O 3属于两性氧化物，与Na 2CO 3反应时表现酸性氧化物的性质，生成NaAlO 2和CO 2。

熔块加水后过滤所得的滤液中含有Na 2SiO 3和NaAlO 2，再加入盐酸时，发生如下反应：
H ＋＋AlO －
2＋H 2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O 2H ＋＋SiO 2－
3===H 2SiO 3↓ 所以，最后的沉淀物只有H 2SiO 3，没有Al(OH)3。

瓷坩埚中含有的SiO 2及氧化铝坩埚中的Al 2O 3在高温下都能与Na 2CO 3反应， 所以熔融土样时不能使用瓷坩埚和氧化铝坩埚，只能选用铁坩埚。

15．(1)3SiCl 4＋4NH 3=====△Si 3N 4＋12HCl
(2)Si 3N 4＋6H 2O===3SiO 2＋4NH 3↑，
Si 3N 4＋3O 2===3SiO 2＋2N 2
(3)Si 3N 4与MgO 在密闭容器中经高压，加热处理后，使Si 3N 4固体表面形成了一层SiO 2的保护膜，阻止了Si 3N 4被H 2O 和O 2侵蚀。

解析 SiCl 4和NH 3反应生成Si 3N 4的同时应有HCl 生成。

Si 3N 4与水反应生成SiO 2，同时应用NH 3生成。

同样Si 3N 4与O 2反应时，产物为SiO 2和N 2。

Si 3N 4和MgO 在密闭容器中加热处理时，Si 3N 4固体表面会有SiO 2生成。