高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术第三单元 化学与材料的发展课题1 无机非金属材料练习题

课时训练13　新型无机非金属材料

基础夯实

1.下列物质不属于新型无机非金属材料的是(　　)

A.水泥 B.氧化铝陶瓷

C.氮化硅陶瓷 D.光纤

解析：该题主要考查我们对新型无机材料的了解情况,我们应在阅读材料的基础上,将教材知识加以分类、归纳、比较,以加强记忆。

答案：A

2.结构陶瓷材料不具有的性能特点是(　　)

A.耐高温 B.强度高 C.韧性高 D.耐腐蚀

解析：结构陶瓷材料一般具有耐高温、强度高、耐腐蚀的性能特点。

答案：C

3.石英砂和焦炭在高温电炉中可合成金刚砂,已知其和金刚石有类似的晶体结构,下列说法中错误的是              (　　)

A.金刚砂的化学式为SiC

B.金刚砂的硬度很大

C.金刚砂的熔点比晶体硅要高

D.反应方程式为SiO2+2CSiC+CO2↑

解析：根据信息,石英砂与焦炭在高温电炉中可以合成金刚砂(SiC),反应的化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑。

答案：D

4.下列关于无机非金属材料的说法中正确的是(　　)

A.传统无机非金属材料是指光导纤维、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料

B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点,但强度比较差

C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐

解析：A项中光导纤维是新型无机非金属材料;B项中新型无机非金属材料强度比较差的说法是错误的;D项中新型无机非金属材料中的光导纤维、晶体硅等的成分都不是硅酸盐。

答案：C

5.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法中正确的是 (　　)

A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

C.反应:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑中,Si为还原剂,NaOH和H2O为氧化剂

D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

解析：由粗硅制备单晶硅时,发生如下反应:Si+3HClSiHCl3+H2,H2+SiHCl3Si+3HCl,两反应均为氧化还原反应,B错;硅与NaOH反应实际过程为:Si+3H2OH2SiO3+2H2↑,H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O,前者为氧化还原反应,后者为非氧化还原反应,Si为还原剂,H2O为氧化剂,C错;硅不能与盐酸反应,D错。

答案：A

6.下列具有特殊性能的材料中,由主族元素和副族元素形成的化合物是(　　)

A.半导体材料砷化镓

B.吸氢材料镧镍合金

C.透明陶瓷材料硒化锌

D.超导材料K3C60

解析：本题借用新材料来考查元素是主族元素还是副族元素,即考查对元素的粗浅认识。A项中,砷位于第ⅤA族,镓位于第ⅢA族,全为主族元素;B项中,镧位于第ⅢB族,镍位于第Ⅷ族,没有主族元素;C项中,硒位于第ⅥA族,锌位于第ⅡB族,符合题目要求;D项中,K、C均为主族元素。

答案：C

7.磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料,它可用于制造人造骨骼,这是利用了磷酸钙陶瓷的(　　)

A.耐高温特性 B.电学特性

C.光学特性 D.生物功能

解析：该题四个选项是新型无机非金属材料的四个特点,但应该注意:不是每种材料都同时具备这四个特点。该题可利用排除法求得答案：,作为人造骨骼的材料没有必要耐高温,更没必要具备电学、光学特性,而且人造骨骼也是生物体的一部分,所以用于制造人造骨骼的磷酸钙陶瓷应该具备生物功能。

答案：D

8.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,它具有相当大的表面积,将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”,被称为“人工神鼻”,冰箱泄漏的氟利昂浓度只有十万分之一时也能被“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、有毒气体。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

9.A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。

请填空:

(1)单质A的原子的结构示意图为　　　　,它的最高化合价为　　　　。 

(2)B的化学式(分子式)为　　　　。B和碳反应生成A和E的化学方程式是　。 

(3)C的化学式(分子式)为　　　　,D的化学式(分子式)为　　　　。 

答案：(1)○+14　+4

(2)SiO2　SiO2+2CSi+2CO↑

(3)CaSiO3　Na2SiO3

10.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气在1 300 ℃反应获得。              (导学号52690097)

(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是　　　　。(填序号) 

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)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)现用四氯化硅和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：(1)氮化硅陶瓷硬度大、耐磨损、抗腐蚀、抗冷热冲击,所以可用来制造汽轮机叶片、永久性模具以及柴油机等。

(2)氮化硅中,氮的非金属性强,应显-3价,硅的还原性强,且+4价稳定,故应显+4价。由此可得氮化硅的化学式:Si3N4。

答案：(1)ACD

(2) ○+7　Si3N4

(3)Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑

(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl

11.材料化学是近年科技研究的重点,以硅元素为主要成分的新型无机非金属材料不断产生,高温陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等材料深受社会各界的关注。请根据你已有的知识,回答下列问题:              (导学号52690098)

(1)水晶是重要的首饰用品,其主要成分是SiO2,下列有关SiO2的说法正确的是　　　　。 

A.水晶能溶于水生成H2SiO3

B.SiO2是酸性氧化物,不能与任何酸反应

C.SiO2既能溶于NaOH溶液,又能溶于氢氟酸,因此属于两性氧化物

D.SiO2对应的H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还弱

(2)下列提供的各种材料中,可以用作人造关节的是　　　　　　,这是利用了该材料的　　　　　　　　。则横线上所填内容依次为　　　　　　(填字母序号)。 

A.氮化硅陶瓷　耐高温性

B.氧化锆陶瓷　韧性和耐磨性

C.钛酸钡陶瓷　导电性

D.氧化铝陶瓷　透光性

解析：(1)SiO2不溶于水,不能与水反应生成H2SiO3;SiO2可以与HF反应;SiO2不是两性氧化物,Si的非金属性比C弱,酸性:H2SiO3<H2CO3,故D正确。(2)用作人造关节的一定是生物陶瓷,应具有与该生物器官相适应的性质,代替关节的陶瓷应具有韧性和耐磨性。

答案：(1)D　(2)B