1、课时训练 13 新型无机非金属材料1.下列有关材料的说法不正确的是( )A.传统无机非金属材料虽有不少优点 ,但质脆,经不起热冲击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.高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D.新型无机非金属材料的特性之一是具有电学特性解析:质地较脆、经不起热冲击是传统无机非金属材料的缺点; 新型无机非金属材料不但克服了传统无机非金属材料的缺点,而且同时还具有如能承受高温、强度较高、具有电学特性等若干优点;高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。答案:B2.下列属于新
2、型无机非金属材料的特性是( )能承受高温、强度高 具有电学特性 具有光学特性 具有生物功能 可塑性好A. B. C. D.解析:本题考查新型无机非金属材料的特性。答案:D3.下列哪些材料是新型无机材料( )氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 氮化铝陶瓷 氮化钛陶瓷 硅化硼陶瓷 二硅化钼陶瓷A. B.C. D.解析:新型无机材料有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化钛陶瓷、硅化硼陶瓷、二硅化钼陶瓷等。答案:D4.第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。下列关于硅的性质叙述中正确的是( )A.Si 在常温下可以与 C
3、l2 反应生成 SiCl4B.碳在氧气中不完全燃烧生成的是 CO,则 Si 也可以和氧气反应生成 SiOC.高纯度的单晶硅是重要的半导体材料D.硅不能溶于酸解析:硅在常温下只能与 F2、NaOH 溶液、氢氟酸三种物质反应 ,与 Cl2 的反应需要加热,A 错误;+2 价的硅不稳定 ,硅和氧气反应只能生成 SiO2,B 错误;C 选项正确,制作半导体是硅的重要用途;Si 可以溶于氢氟酸 ,D 选项错误。答案:C5.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
4、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:D6.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A 族,镓位于第 A 族,全为主族元素;B 项中,镧位于第B 族,镍位于第族,没有主族元素;C 项中,硒位于第 A
5、 族,锌位于第B 族,符合题目要求 ;D 项中,K、C 均为主族元素。答案:C7.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
6、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:D8.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
7、+4284(2)SiO2 SiO 2+2C Si+2CO(3)CaSiO3 Na 2SiO39.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。(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
8、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:Si 3N4。答案:(1)ACD(2) +7 Si 3N425(3)Si3N4+12HF 3SiF4+4NH3(4)3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl10.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:高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;粗硅与干燥 HCl 气体反应制得 SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2;
9、SiHCl 3 与过量 H2 在 1 1001 200 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):装置 B 中的试剂是 , 装置 C 中的烧瓶需要加热,其目的是 。 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
10、玻璃管的原因是 ,装置 D 中发生反应的化学方程式为 。 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 。 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.Na 2SO3 溶液解析:分离沸点不同的液体的方法是分馏 ;根据题干,SiHCl 3 能与 H2O 强烈反应,在空气中自燃,可知 H2 的作用之一就是排尽装置内的空气 ,防止 SiHCl3 自燃 ,而此 H2 必须是干燥的,可知 B 的作用就是干燥 H2,所以选用浓硫酸。由于通入 D 中的应是稳定的 SiHCl3 与过量 H2 的气流,所以 C 装置要加热,并且是水浴加热。由于 D 装置应加热到 1 1001 200 ,所以必须用石英管。鉴定是否含铁单质,用稀盐酸溶解后生成 Fe2+,如果选用 NaOH 会将生成的 Si 也溶解,所以考虑转化为 Fe3+后再检验,故选 b、d。答案:(1)SiO 2+2C Si+2CO (2)分馏( 或蒸馏) (3)浓硫酸 使滴入烧瓶中的 SiHCl3 汽化 有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化 SiHCl3+H2 Si+3HCl 排尽装置中的空气 bd
