硅
无机非金属材料
1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中,硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是（
）
A.
B.
C.
D.
2.下列有关硅的叙述中,正确的是(
)
A.工业上通常以为原料,用氧化剂与其反应制备单质硅
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有元素中居第一位
C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以游离态存在
D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料
3.光导纤维传感器是二十世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器,其特点是灵敏度高、结构简单、体积小、耗电量少、耐腐蚀、绝缘性好、光路可弯曲等。下列有关光导纤维的判断正确的是(
)
A.光导纤维的主要成分是晶体硅
B.光导纤维的主要成分是无定形硅
C.光导纤维在常温下性质稳定
D.光导纤维利用其导电性传输信号
4.由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列判断中错误的是(
)
A.①②③均属于氧化还原反应
B.和HCl均可循环利用
C.是一种坚硬难熔的固体
D.摩尔质量为135.5g
5.如图为某石英晶体的平面结构示意图,它实际上是立体网状结构(可以看作晶体硅中的每个Si—Si键中插入一个O)。在石英晶体中,氧原子与硅原子的个数的比值和由硅原子、氧原子构成的最小环上Si、O的原子个数之和分别是（
）
A.1
8
B.2
12
C.1/2
8
D.1/2
12
6.下列关于硅酸的叙述,错误的是(
)
A.硅酸是一种很弱的酸
B.硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C.硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅
D.硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
7.硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是(
)
A.硅在地壳中的含量居第二位,在地球上有丰富的硅资源,如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅
B.在野外,用硅、烧碱的混合物可以制取氢气
C.硅的性质稳定,不与任何酸反应
D.硅是一种良好的半导体材料,所以硅是制造光导纤维的基本原料
8.下列关于反应的叙述正确的是（
）
A.由可推知硅的非金属性比碳强
B.由可推知的酸性比强
C.由
可推知碳的非金属性比硅强
D.由可推知的酸性比强
9.光导纤维的主要成分是二氧化硅,下列关于二氧化硅的说法正确的是(
)
A.二氧化硅是酸性氧化物,因此能与水反应生成硅酸
B.用二氧化硅和焦炭制取单质硅时,当生成2.24L气体(标准状况下)时,得到2.8g硅
C.二氧化硅制成的光导纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆
D.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应,但能与碳酸钠固体在高温条件下发生反应
10.能证明比酸性强的实验事实是(
)
A.比受热易分解
B.高温下能发生反应
C.能溶于水生成碳酸,而却不溶于水
D.通入溶液中有胶状沉淀生成
11.下列应用利用的是含硅物质的氧化性的是(???)
A.用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件
B.在野外,用硅、消石灰、烧碱的混合物制取氢气:Si+Ca(OH)2+2NaOHNa2SiO3+CaO
+2H2↑
C.金刚砂的制备:SiO2+3CSiC+2CO↑
D.单质硅的制备:SiO2+2CSi+2CO↑
12.A、B、C、D、E代表的物质为单质或化合物,它们之间的相互转化关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。
请回答:
(1)单质A的化学式为_______________________,它的最高化合价为___________。
(2)B的化学式为_________________________,B和碳反应生成A和E的化学方程式是_________________________。
(3)C的化学式为___________________,D的化学式为________________________。
13.把河沙(主要成分是)与镁粉按一定质量比(质量比略大于15:24)混合均匀,装入试管中加热大约1min后发生剧烈反应,生成一种白色固体化合物和一种硅化物,待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中,立即产生气泡并伴有爆炸声,产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。
(1)写出河沙与镁粉在加热条件下发生反应的化学方程式:_______________________________。
(2)生成的混合物放入稀硫酸中,产生的气体是_________________(填分子式)。
(3)用化学方程式表示产生“爆炸声”的原因:___________________________________________。
14.几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示:
试判断:
1.写出下列各种物质的化学式:
A________________.B________________,C________________,D________________。
2.写出下列反应的离子方程式:
①A→D_______________________________________;
②D→C_______________________________________。
3.写出下列反应的化学方程式:B→E_________________________________________。
15.氮化硅()是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得,根据题意完成下列各题:
1.配平化学反应方程式。
__________________________________________________
2.为了保证石英和焦炭尽可能地转化,氮气要适当过量。某次反应用了20氮气,反应生成了5一氧化碳,此时混合气体的平均相对分子质量是__________。
3.分析反应可推测碳、氮气的氧化性:
__________
(填“<”“>”或“=”)。
4.氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于金刚玉(),热稳定性好,化学性质稳定。以下用途正确的是???????????
。
A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前途
16.铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3,含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。工业上从铝土矿中提炼Al2O3并制取铝的流程如下:
请回答下列问题:
1.铝与NaOH溶液反应的离子方程式为__________。
2.中涉及分离溶液与沉淀的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、__________。
3.反应1涉及的化学方程式有__________、__________。滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是__________(填化学式)。
4.向滤液Ⅱ中通入气体A为__________,生成沉淀B的离子方程式为__________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.玛瑙的主要成分是二氧化硅,故A错误;
B.光导纤维的主要成分是二氧化硅,故B错误;
C.太阳能电池板的主要成分是硅单质,故C正确;
D.水晶的主要成分是二氧化硅,故D错误.
故选C.
2.答案：D
解析：A项中与还原剂反应制单质硅,错误;硅在地壳中含量为第二位,B错误;硅在自然界中以化合态存在,C错误。
3.答案：C
解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅,A、B项错误;常温下,二氧化硅性质稳定,C项正确;不导电,D项错误。
4.答案：D
解析：反应①②③中，都有元素化合价的升降，均属于氧化还原反应，A正确；生成的和HCl分别在反应③②中应用,B正确；的熔沸点很高,C正确；摩尔质量的单位是，D错误。
5.答案：B
解析：由石英晶体的平面结构可知(当然立体网状结构也一样),每个Si周围结合4个O,而每个O周围结合2个所以石英晶体中氧原子和硅原子个数之比为2:1,由于石英晶体是立体网状结构,可以看成晶体硅中的每个Si—Si键上插有一个O
(如图所示),因此存石英晶体中,由硅原子、氧原子构成的最小环上具有的Si、O的原子个数之和是12(6个Si和6个O),故B项正确。
6.答案：B
解析：硅酸是一种比碳酸还弱的酸,二氧化硅对应的酸虽然是硅酸,但是由于二氧化硅不溶于水,也不与水反应,所以B项错误;硅酸不稳定,加热会脱水,生成二氧化硅;D项中是较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应生成较强的酸的盐和较弱酸的复分解反应,这是该类复分解反应发生的条件。
7.答案：B
解析：石英水晶、玛瑙的主要成分均为,A项错误;,B项正确;硅能与HF反应,C项错误;二氧化硅是制造光导纤维的基本原料,D项错误。
8.答案：C
解析：本题的易错之处一是根据反应式认为硅的非金属性比碳强,错选A;二是根据反应式、认为的酸性比强,错选B、D。A项,硅的非金属性比碳弱;B、D项,反应均是在非溶液状态下进行的,因此无法判断与的酸性强弱;C项,碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸说明的酸性比强,由此可知碳的非金属性比硅强,C项正确。
9.答案：D
解析：不能溶解于水，A项错误；由可知，生成2mol
CO时得到28g
Si，B项错误；能用于制造光缆的原因是二氧化硅具有传导光的性质，C项错误。
10.答案：D
解析：A项仅能证明比稳定,A项不正确;B项中的反应不是在水溶液中进行的,不能用它来判断与的酸性强弱,B项不正确;D项,,酸性较强的制得酸性较弱的,D项正确。
11.答案：D
解析：本题易错选C项,制备金刚砂时,硅元素的化合价没有发生变化,所发生的氧化还原反应中的氧化剂和还原剂均是碳,C项错误;
用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件,利用的是硅的导电性,A项错误;
在野外,用硅、消石灰、烧喊的混合物制取氢气,在反应中硅元素的化合价升高,利用的是硅的还原性.B项错误;
单质硅的制备反应中硅元素的化合价降低,利用的是二氧化硅的氧化性,D项正确
12.答案：(1)Si;
+4
(2);
(3);
解析：这是一道关于元素及其化合物的推断题，其中“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”是该题的“题眼”。由该“题眼”可知A是Si。分析题图，结合B能生成C、D、E，可以推出B是，E是CO，C是，D是。
13.答案：(1)
(2);
(3)
解析：(1)Mg与在加热条件下反应生成MgO和。
(2)与反应生成的气体为硅烷()。
(3)与反应生成和。
14.答案：1.Si;;;;
2.①
②
3.
解析：A、B、C、D、E、F均为含硅元素的物质，要推断这些物质,必须选定其中一种作为突破口。
从图中分析，B物质涉及与其他物质的关系最多，其位置关系最为关键，且其中有明显的性质特征。B物质可与反应生成钠盐D，故B可能为或硅酸，但硅酸不可能由某种物质通过高温强热的方法制取,故B只能为。
与碳在强热条件下反应可制得单质硅。而单质硅可与NaOH溶液在室温下反应生成。所以A为Si,D为。
向溶液中通入,将析出硅酸()。无论是在中加入溶液，还是和在高温下反应，或者与CaO共热，都将得到固体。由此可知E为加热分解为,故C为。
15.答案：1.3;
6;
2;
1;
6;
2.28;
3.<;
4.ac>
解析：1.根据方程式可知,碳元素的化合价从0价升高到+2价,而氮元素的化合价从0价降低到-3价,所以根据电子的得失守恒可知,配平后的化学计量数依次是3、6、2、1、6。
2.氮气是过量的,所以混合气体是氮气和一氧化碳的混合气体,但由于二者的相对分子质量都是28,所以混合气体的平均相对分子质量还是28。
3.在反应中作氧化剂,
作还原剂,
将氧化为,所以氧化性。
4.氮化硅不是电的良导体,选项B不正确;氮化硅的发展有广阔的发展前景,选项D不正确,选项A、C是正确的,因此答案选A、C。
16.答案：1.2Al+2H2O+2OH-
=2AlO2
-
+3H2↑(或2Al+2OH?+6H2O=2[Al(OH)4]?+3H2↑)
2.漏斗;
3.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O?(或Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4])???
???
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O?????????
CaSiO3
4.CO2?????????
AlO2
-
+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3
-(或[Al(OH)4]?+CO2=Al(OH)
3↓+
HCO3-)
解析：1.铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2H2O+2OH
-=2AlO2-
+3H2↑
2.图中涉及分离溶液与沉淀的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
3.二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水,反应方程式为:2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应方程式为:2NaOH+Al2O3═2NaAlO2+H2O;滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠,加入CaO,生成氢氧化钙
4.由工艺流程可知,B为氢氧化铝,故气体A为二氧化碳,滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液通入二氧化碳,生成氢氧化铝与碳酸氢钠,故离子反应方程式为:AlO2
-
+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
PAGE
-
10
-铝
金属材料
1.下列关于氧化铝的叙述正确的是(
)
A.氧化铝是金属氧化物,故为碱性氧化物
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成铝盐
C.铝表面形成的致密氧化铝薄膜能够抵御酸碱腐蚀
D.氧化铝熔点高,可作耐火材料
2.下列有关铝制品的应用合理的是(
)
A.用铝壶盛放食醋
B.用铝罐储运浓硫酸
C.用金属丝球擦铝锅表面的污垢
D.用强碱溶液洗涤铝制餐具
3.把铁铝粉末溶于足量的盐酸中,加入过量的溶液,过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红色粉末的质量仍为,则原合金中铁的质量分数为(????)
A.70%
B.52.4%
C.47.6%
D.30%
4.在某次实验过程中,小敏误将铁粉混入铝粉中,下列分离这两种物质的方法正确的是(
)
A.用磁石将铁粉吸出
B.在混合物中加入足量NaOH溶液,过滤
C.在混合物中加入足量浓硫酸,加热,过滤
D.在混合物中加入足量浓硝酸,加热,过滤
5.下列转化不可能通过一步反应直接完成的是(
)
A.
B.
C.
D.
6.向用盐酸酸化的溶液中逐滴滴入NaOH溶液,下列各图中,能正确表示生成沉淀的质量(m)和加入NaOH溶液的体积(V)之间关系的是(
)
A.
B.
C.
D.
7.向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液,当SO42-恰好沉淀完全时,这时铝元素的存在形式是(???
)
A.Al(OH)3沉淀
B.只有[Al(OH)4]-离子
C.Al(OH)3沉淀和Al3+
D.Al(OH)3沉淀和[Al(OH)4]-离子
8.有200mL和的混合溶液，其中的浓度为0.2的浓度为1.3。若仅使全部转化为沉淀，则至少需要4的NaOH溶液的体积为(
)
A.40mL
B.72mL
C.80mL
D.128mL
9.将四份相同的铝镁合金粉末分别放入下列四种过量的溶液中充分反应,放出氢气最多的是(
)
A.溶液
B.溶液
C.溶液
D.溶液
10.下列关于金属铝及其化合物的说法中,正确的是(?
?)
A.铝是银白色轻金属,其熔、沸点都比镁的低
B.常温下,铝和浓硝酸、浓硫酸均不反应
C.铝锅抗腐蚀性强,可用于蒸煮酸性或碱性食物
D.工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属,如铬、钒等
11.向含有1的溶液中加入适量的液,使恰好转化为沉淀,此时生成的物质的量是(???
)
A.1
B.1.33
C.0.67
D.0
12.下列离子方程式中,正确的是(??
)
A.氯化铝溶液中加入过量氨水:
B.
溶液中通入过量气体:
C.铝片跟烧碱溶液反应:
D.
溶液与足量溶液反应:
13.某无色溶液中只含有下列8种离子中的某几种:
Mg2+、H+、Ag+、Na+、Cl-、HCO3-、OH-、NO3-,已知该溶液与铝反应放出氢气。试回答下列问题:
1.若反应后生成Al3+,则溶液中可能存在的离子有__________,一定存在的离子有__________,一定不存在的离子有__________反应的离子方程式为__________。
2.若反应后生成[Al(OH)4]-离子,则溶液中可能存在的离子有__________,一定存在的离子有__________,一定不存在的离子有__________反应的离子方程式为__________
14.向和的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。
(1)写出各段所发生反应的离子方程式:
OD段___________________________________________;
DC段___________________________________________。
(2)原溶液中的物质的量浓度之比为__________。
(3)图中C点表示当加入__________mol
NaOH时,已经__________,已经__________。
(4)图中OA:AB=__________。
15.A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示,其中A是一种常见单质,C是一种难溶性物质。
(1)若A是一种金属单质,则A是______________(填化学式),试写出A→B的离子方程式:______________________________________。
(2)若A是一种非金属单质,则A是____________(填化学式),试写出A→B的离子方程式:______________________________________。
(3)现将一定量的A溶于NaOH溶液中,但通入时却没有立即产生沉淀,你认为最可能的原因是______________________________________(用离子方程式表示)。
(4)下列是判断A是金属单质还是非金属单质的实验方案,你认为合理的是__________(填序号,下同),其中最简便的是__________。
a.将A加入到盐酸中,观察是否有气泡产生
b.将一定量的A在空气中充分加热,称量加热前后的质量变化
c.将一定量的A溶于足量的NaOH溶液中,测定生成气体的体积
16.铝是一种应用广泛的金属,工业上用,和冰晶石混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是和等。从铝土矿中提炼的流程如下图所示:
1.写出反应1的化学方程式???????????????????
;
2.滤液Ⅰ中加入生成的沉淀的??????????????????
,反应2的离子方程式为?????????????????????
。
3.
的化学方程式为????????????????????
。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A项,氧化铝是两性氧化物,A项错误。B项,氧化铝与足量氢氧化钠溶液反应生成的四羟基合铝酸钠不是铝盐,B项错误。C项,氧化铝可与酸、碱反应,C项错误。
2.答案：B
解析：食醋中的醋酸、强碱溶液中的碱都能与铝发生反应；用金属丝球擦拭铝制品会导致铝制品表面的氧化膜被破坏，从而使铝易被腐蚀；浓硫酸能使铝发生钝化，B项合理。
3.答案：A
解析：溶液过量,
,故红色粉末为,其质量与铁铝合金的质量相等,故铁铝合金中铁的质量分数就等于三氧化二铁中铁的质量分数,即为
4.答案：A
解析：A项,磁石可将铁粉从铝粉中分离出来,A项正确。B项,铝粉会与NaOH溶液反应而损失掉,B项错误。C、D项,铁粉与铝粉会因与酸发生反应而被消耗,C、D项错误。
5.答案：B
解析：难溶于水,不能与水反应生成。
6.答案：D
解析：未用盐酸酸化时,向溶液中逐滴滴入NaOH溶液,先生成白色沉淀,继续加入NaOH溶液,沉淀逐渐溶解,直至完全消失。生成1mol
消耗3mol
NaOH,溶解1mol
消耗1mol
NaOH,则两反应中消耗NaOH溶液的体积比是3:1。向用盐酸酸化的溶液中加入NaOH溶液时,NaOH先中和溶液中的HCl,然后才与反应生成沉淀,随后沉淀溶解。故D项正确。
7.答案：B
解析：明矾的化学式是KAl(SO4)2,所以1mol明矾如果恰好使SO42－
沉淀完全时，需要2mol氢氧化钡。而2mol氢氧化钡中含有4molOH－，所以此时铝离子恰好形成〔Al(OH)4〕－离子，即答案选B。
考点：考查氢氧化铝的两性
点评：该题属于常见的高考题型，为中等难度的试题，对学生的要求较高。本题有利于培养学生思维的严谨性以及正确分析问题解决实际问题的能力。
8.答案：C
解析：若仅使恰好全部转化为沉淀，则应向溶液中加入过量的NaOH溶液，即恰好转化为，转化为，此时溶液中的溶质是NaCl和。设原混合溶液中，根据电荷守恒，得，即，解得。在反应后的溶液中，，根据原子守恒，得，则，则需要NaOH溶液的体积为。
9.答案：A
解析：18溶液即为浓硫酸，常温下Al遇浓硫酸发生钝化；3溶液时稀硝酸，Mg、Al与稀硝酸反应生成NO；Mg能与稀硫酸反应产生、与NaOH溶液不反应，Al与稀硫酸和NaOH溶液反应都能产生。综上所述，产生最多的是A项。
10.答案：D
解析：铝是银白色轻金属,但其熔、沸点均比镁的高;常温下,浓硝酸和浓硫酸使铝钝化,其钝化过程发生的是氧化还原反应;铝能与酸、碱溶液发生反应,因此铝锅不宜蒸煮酸性或碱性食物。
11.答案：D
解析：1能电离出,欲使完全沉淀,需要,所以此时和物质的量比为1:4,恰好生成,无氢氧化铝沉淀生成。
点评:
与反应有两个极端情况:
、,当与物质的量比为1:3时,恰好生成氢氧化铝沉淀,当与物质的量比为1:4时,恰好生成。
12.答案：C
解析：选项A,
与氨水混合,只能生成沉淀,不能生成;选项B,因过量,生成物应是,而不是选项D,
与也能反应。
13.答案：1.Mg2+,Na+;???
H+,Cl-;??
?Ag+,HCO3-,OH-,NO3-;???
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2.Cl-,
NO3-;?
?
Na+,
OH-;??
?Mg2+,
H+,Ag+,HCO3-;????2Al
+
2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
解析：
14.答案：(1),
;
(2)2:1;
(3)0.8;
全部转化成全部转化为沉淀
(4)7:1
解析：(1)OD段为的沉淀过程,DC段为的溶解过程。
(2)由图可知,为0.1mol,为0.2mol,因此原溶液中的物质的量分别为0.2mol、0.1mol,物质的量浓度之比为2:1。
(3)根据,
可知,C点加入NaOH的物质的量为(0.2×2+0.1×4)mol=0.8mol。
(4)OA段加入的NaOH为(0.2×2+0.1×3)mol=0.7mol,AB段加入的NaOH为(0.8-0.7)mol=0.1mol,故OA:AB=7:1。
15.答案：(1)Al;
??
(2)Si;
???????
??
(3)
(4)abc;
a
解析：从题图可以看出,D是一种氧化物,B是一种钠盐,通入能产生沉淀的钠盐主要有和,这样可初步推断A可能是Si或Al。
(3)通入未产生沉淀,最可能的原因是NaOH过量,通入的与NaOH发生了反应。
(4)a、b、c项均可区别Si和Al,从操作上来说a项最简便。
16.答案：1.
;
2.
;
3.
解析：
PAGE
-
7
-复合材料
1.美国的哥伦比亚号航天飞机在制造过程中应用了大量的先进复合材料,其中被覆在整个机身上的防热瓦片,使航天飞机能安全穿越大气层,是耐高温的(??
)
A.陶瓷基复合材料?????????????????????B.碳纤维复合材料
C.玻璃钢?????????????????
????????D.金属基复合材料
2.某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点,则该复合材料的基体和增强体材料可能分别是(
)
A.金属;
碳纤维
B.陶瓷;
C.合成树脂;
D.合成树脂;
碳纤维
3.下列关于复合材料的说法正确的是(
)
A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料
B.合金就是复合材料
C.复合材料中的各部分作用相同
D.复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
4.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击,最大限度地保护使用人员的安全,这利用了复合材料性质中的(
)
A.强度高、质量轻
B.耐热、抗高温
C.耐腐蚀、稳定性好
D.导电、导热性好
5.碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体,具有韧性好,强度高而质轻的特点,下列物质中可用其制造的是(??
)
A.游乐车,游乐船?????????????????????B.电话亭,餐桌椅
C.网球排,钓鱼竿?????????????????????D.飞机用隔热瓦
6.下列关于碳纤维增强复合材料的说法错误的是(
)
A.碳纤维增强复合材料和玻璃钢具有相同的基体
B.碳纤维增强复合材料的增强体是玻璃纤维
C.碳纤维增强复合材料具有韧性好、强度高、质轻的性能
D.碳纤维增强复合材料可以制作球拍、赛车等体育用品
7.下列产品或材料属于复合材料的是(
??)
①玻璃钢
②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿?③飞机机身?④航天飞机隔热陶瓷片?⑤纳米高分子复合材料
A.①⑤???????B.①②③?????C.②⑤???????D.全部
8.我国科学家不久前成功合成了3mm长的定向碳纳米管,长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、化学稳定性好的特点,因而被称为“超级纤维"。下列关于这种碳纤维的说法中不正确的是(??
)
A.它是制造飞机的理想材料
B.它的主要组成元素是碳
C.它的结构和石墨相似
D.碳纤维复合材料不易导电
9.某复合材料的基体是陶瓷,增强体是纤维,则该复合材料可能具有的性能是(??
)
A.耐酸碱、化学稳定性好、耐高温、密度小、韧性好
B.强度高、抗冲击、绝缘性好、不耐高温
C.耐高温、强度高、导电导热性好、不易老化
D.耐高温、强度高、密度小、不耐酸碱腐蚀
10.下列有关复合材料的组成及性质特点的说法不正确的是(
)
A.复合材料由一种、两种或多种材料制成
B.复合材料既保持了原材料的特点,又有优于原材料的特性
C.在复合材料中,基体起黏结作用
D.在复合材料中,增强体起骨架作用
11.纤维复合材料中的增强体为纤维状,其中应用比较广泛的有碳纤维,玻璃纤维等。对纤维的说法中,不正确的是(??
)
A.玻璃在一定条件下拉成极细的丝,可用于纺织宇航服等,但其拉伸强度却接近同强度的钢
B.玻璃纤维易断,不能用于纺织
C.碳纤维化学性能好,耐酸碱腐蚀,有良好的耐低温性能
D.氧化铝、氧化硅、碳化硼等也可拉成纤维,做复合材料的增强体
12.复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高,其主要原因在于(??
?)
A.复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化
B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻
C.复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变
D.复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化
13.碳纤维增强复合材料是用__________做基体,__________做增强体。它具有__________的特点,广泛应用于__________.
14.玻璃钢可由合成树脂和玻璃纤维制成。
(1)玻璃纤维是将熔化的玻璃以极快的速度拉成的极细的丝。普通玻璃是由石英、__________和石灰石高温熔融而成的,主要反应的化学方程式为__________、__________。
(2)玻璃钢中的玻璃纤维是__________(填“基体”或“增强体”)。玻璃钢具有__________(写出两点即可)等优异性能。
15.普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料,它们在性能方面的差别很大。请根据学过的知识,回答下列问题:
1.普通玻璃的成分是__________.
2.铁在人类的生产和生活中有着十分广泛的应用。铁的应用,经历了__________到__________到__________的演变过程。
3.某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点,则该复合材料的基体和增强体可能分别是__________(填字母)。
A.
金属;
B.
陶瓷;
C.
合成树脂;
、、
D.
合成树脂;
答案以及解析
1.答案：A
解析：
2.答案：A
解析：该复合材料导电性好、导热性好,故该复合材料含有金属,A项正确。
3.答案：D
解析：复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的,不同于一般混合物和合金,它不是简单的混合。复合材料各部分作用是不同的,基体起连接作用,增强体起骨架作用。
4.答案：A
解析：防弹头盔要能承受高强度冲击,而且质量较轻,A项正确。
5.答案：C
解析：根据碳纤维的性能具有韧性好，强度高而质轻的特点可知，碳纤维主要用于网球排，钓鱼竿，答案选C。
考点：考查碳纤维的主要应用
点评：本题属于基础性试题，主要通过碳纤维的应用，有利于培养学生学习化学的兴趣。
6.答案：B
解析：碳纤维增强复合材料和玻璃钢的基体均为合成树脂，A项正确；碳纤维增强复合材料的增强体是碳纤维，而不是玻璃纤维，B项错误。
7.答案：D
解析：将两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊的加工制成的材料称为复合材料，复合材料不仅广泛用于工农业生产、日常生活，还广泛用于航空航天等尖端科学领域，所以答案选D。
考点：考查常见复合材料的分类和应用
点评：本题属于基础性试题，主要考查学生对基础知识掌握的熟练程度，易于调动学生的学习积极性。
8.答案：C
解析：该碳纤维强度高、刚度高、密度小、化学稳定性好,是制造飞机的理想材料,主要组成元素为碳,根据其性质与石墨不同,推知其结构与石墨不同。
9.答案：A
解析：本题提供了复合材料的基体和增强体,根据基体和增强体的性质可推测复合材料的性质。
10.答案：A
解析：复合材料至少由两种材料制成,A项错误。
11.答案：B
解析：
12.答案：B
解析：复合材料的使用使导弹的质量减轻,有利于增加导弹射程,B项正确。
13.答案：合成树脂;
碳纤维;
韧性好、强度高而质轻;
体育用品、纺织机械和化工机械制造,以及医学上人体组织中韧带的制作等
解析：
14.答案：(1)纯碱;?
;
(2)增强体;
强度高、质量轻或(耐腐蚀、抗冲击)
解析：(1)利用石灰石、纯碱、石英制造普通玻璃的主要化学方程式为,
。
(2)玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂复合而成的复合材料,其中玻璃纤维是增强体,合成树脂是基体。玻璃钢的优点有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击等。
15.答案：1.硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅;
2.铁;
普通钢;
不锈钢等特种钢;
3.A
解析：1.玻璃是常见的硅酸盐材料。制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英:生产玻璃时,把原料粉碎后按一定比例混合,然后放人玻璃熔炉中加强热。石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳,纯碱与石英反应生成硅酸钠和二氧化碳,但原料中石英是过量的,所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅。
2.由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大,但质脆且不易加工,人们就想办法降低生铁中碳的含量,调节其中硅、锰等的比例,将铁转化为钢,大大改善了其性能。但是,钢铁很容易锈蚀,于是不锈钢应运而生。因此,铁的应用经历了“铁——普通钢——不锈钢等特种钢”的演变过程。
3.复合材料兼有基体和增强体的优点,据此判断,可能为金属和的复合材料。
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5
-第四章
材料家族中的元素
1.下列复合材料的类别中,有一种与其他三种不同,这一种是(?
?)
A.金属基复合材料???????????
B.树脂基复合材料
C.颗粒增强复合材料??????????D.绝缘基复合材料
2.某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。则这种材料具有的性质或用途是(
)
①耐高温
②不耐热
③导电、导热
④不导电、不导热
⑤可用于飞机机翼
⑥可用于导弹的壳体
A.①③⑤⑥
B.②③⑤⑥
C.②③④
D.③④⑤
3.下列关于硅酸及其盐的叙述不正确的是(
)
A.硅酸是一种弱酸,可由其酸性氧化物与水化合而制得
B.硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分,黏土的主要成分是硅酸盐
C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,具有黏合性
D.高岭石的化学式为,可以表示为
4.下列说法正确的是(?
?)
①Al和Fe可用作建筑材料
②Al和Fe的表面在空气中都可自然生成一层致密的氧化膜,保护内层金属不被腐蚀
③氧化铝和氧化铁均为碱性氧化物,故都能溶于稀硫酸
④氢氧化铝和氢氧化铁在加热时都会分解,生成对应的氧化物
A.①②???????B.②③???????C.①④???????D.③④
5.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是(
)
A.属于两性氧化物
B.盛放溶液的试剂瓶能用玻璃塞
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
6.下列有关硅及其化合物的说法正确的是(
)
A.陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸
B.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在具有磨口玻璃塞的试剂瓶中
C.用制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入
D.由可知，硅酸的酸强于碳酸
7.如图是利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程。容器A中发生的反应为,容器B中发生的反应为。下列说法正确的是(
)
A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B.最好用分液的方法分离Si和
C.反应②和③中HCl均作氧化剂
D.反应①说明还原性:C>Si
8.向含1molAlCl3的溶液中通入氨气至过量,下列图象能正确表示反应过程中生成氢氧化铝的量与通入氨气的量的关系的是(???
)
9.工业上通过氮气和氢气反应合成氨,氨经一系列反应可以得到硝酸。反应历程如下图所示,下列说法不正确的是(??
)
A.氨可用作制冷剂
B.铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
C.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
D.某浓硝酸中含有溶质2,标准状况下,该浓硝酸与足量的铜完全反应能生成1?
10.某溶液中,加入铝粉能放出氢气,则该溶液中可能大量共存的离子组是(??
?)
A.NH4+???
NO3-???
CO32-???
Na+
B.Na+???
Ba2+???
Mg2+???
HCO3-
C.Cl-???
Ca2+???
K+???
H+
D.NO3-???
K+???
Al3+???
Fe2+
11.下列对玻璃钢的叙述正确的是(
)
A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷得到的,所以其成分与普通玻璃相同
B.玻璃钢是以玻璃为基体,钢纤维为增强体的复合材料
C.玻璃钢的基体是合成树脂,增强体是玻璃纤维
D.玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差,而耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好
12.下列有关材料的特征及用途的说法不正确的是(???
)
A.玻璃纤维柔软如丝,可像棉纱一样纺织,拉伸强度低
B.光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通讯材料
C.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用于制造柴油机
D.玻璃钢强度高,密度小,耐腐蚀,可用作废水处理系统的管道材料
13.普通玻璃、普通钢和玻璃钢是三种不同的材料,它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识,完成下面的表格。
普通玻璃
普通钢
玻璃钢
主要组成元素或物质
材料类别
性质特点
用途
14.金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要作用,其中的一些被收藏爱好者珍藏着,在一位收藏者的家中,陈列了很多金属货币
1.其中有些货币表面是黑色,且有少量绿色锈状物,则这肯定是__________币,黑色物质是__________,形成这种物质的化学方程式为__________,绿色物质是__________,形成这种物质的化学方程式为__________,若除去这些物质应选用__________,发生反应的离子方程式__________,充分反应后,这种金属币的真面目为__________色
2.其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币,它肯定是__________币,表面一直未被氧化的原因是__________
3.若将金币、银币、铜币分别放在稀硝酸中浸泡,能溶解的是__________,不溶解的是__________,写出溶解时的化学方程式__________
15.X(Si3N4)是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀。有关生产过程如下
为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,Ⅰ可作光导纤维。
按要求回答下列问题:
1.C的化学式为__________
2.反应②的化学方程式为__________
3.反应⑦的离子方程式为__________
4.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:__________
5.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及氯化氢,反应的化学方程式为__________
答案以及解析
1.答案：C
解析：按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等。按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。只有C选项是按增强体分类的。
2.答案：A
解析：复合材料具有增强体和基体的优点。碳纤维强度高、耐高温，金属钛熔点高、导电性好、导热性好，二者的密度都较小。因此，题述复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小等特点，可用于飞机机翼和导弹的壳体。
3.答案：A
解析：与水不反应，A项错误。
4.答案：C
解析：Fe表面形成的氧化物疏松,不能对内部金属起保护作用,②错误;Al2O3为两性氧化物,③错误;Al(OH)3受热分解生成Al2O3,Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,④正确。
5.答案：C
解析：属于酸性氧化物，盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，图示中与HF、与等反应为非氧化还原反应。
6.答案：C
解析：陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐,其含有的能与氢氟酸反应，A项错误;硅酸钠是一种黏合剂，能将玻璃塞和瓶体粘在一起，不便于打开，B项错误；D项中的反应能发生是因为生成的气体不断逸出，不能说明硅酸的酸性强于碳酸。
7.答案：A
解析：该工艺流程中，HCl和可循环使用，A项正确；可用过滤的方法分离Si与，B项错误；反应③中HCl是氧化产物，C项错误；由于碳的非金属性强于硅，故碳的还原性弱于硅，D项错误。
8.答案：D
解析：在铝盐溶液中通入氨气会立即生成氢氧化铝沉淀,故B项错误,氢氧化铝不能溶于氨水,故A、C项错误;1mol
AlCl3能与3
molNH3?H2O反应,故D项正确。
9.答案：D
解析：A项,氨气沸点较低,易液化,液态氨挥发时可吸收热量,因此液氨可作制冷剂,正确;
B项,铵态化肥与碱性化肥如草木灰(主要成分为)等混用,会发生反应,从而导致氮元素的流失,正确;
C项,硝酸可用于制氮肥(硝酸铵),以及硝基苯和
(炸药)等,正确;
D项,
(浓)
,由于随着反应的进行,生成的水增多、硝酸减少,使溶液的浓度降低,当浓硝酸变成稀硝酸时,与铜反应生成,故生成的物质的量小于1。
10.答案：C
解析：加入铝粉能放出氢气的溶液可能为酸性溶液或强碱性溶液。A项,NH4+在强碱性条件下不能大量存在,CO32-在酸性条件下不能大量存在,A项错误。B项,HCO3-在酸性和强碱性条件下均不能大量存在,B项错误。D项,Al3+和Fe2+在碱性条件下不能大量存在,NO3-和Fe2+在酸性条件下发生氧化还原反应,D项错误。
11.答案：C
解析：A项描述的是钢化玻璃，A项错误。合成树脂是玻璃钢的基体，玻璃纤维是其增强体，B项错误，C项正确。玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢强，D项错误。
12.答案：A
解析：玻璃纤维不同于植物纤维,是一种高强度的新型材料。玻璃纤维虽然极细如丝,但其拉伸强度大,其拉伸强度接近于钢。显然A项错误。
13.答案：
普通玻璃
普通钢
玻璃钢
主要组成元素或物质
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
Fe、C、Mn、Si等
玻璃纤维和合成树脂
材料类别
无机非金属材料
合金
复合材料
性质特点
无固定熔点、易软化、易破碎
坚硬、有韧性、有弹性
重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐腐蚀、产品美观
用途
窗玻璃、玻璃器皿等
机器零件、刀具建筑工业、化工生产、医疗器械制造
船体、汽车车身、印刷电路板、排水管道
解析：
14.答案：1.铜;??
氧化铜;??
2Cu+O2=2CuO;???
Cu2(OH)2CO3;??
2Cu+O2+?CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3;???稀盐酸;??
CuO
+
2H+
=
Cu2+
+
H2O,Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O;???
红
2.金;
金不活泼,不易被氧化;
3.铜币,银币;??
?金币;??
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;??
3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O
解析：
15.答案：1.SiCl4;
2.SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl
3.SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO3-
4.Si3N4+16HF=3SiF4↑+4NH4F
5.3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
解析：1.由以上分析可知C为SiCl4
2.由转化关系可知,SiCl4与NH3反应生成Si(NH2)4,根据原子守恒可知还生成HCl,由于氨气过量,故应生成NH4Cl,故反应②的化学方程式为SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl
3.CO2是过量的,因此生成物是碳酸氢钠与硅酸,反应⑦的离子方程式为SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO3-
4.根据题目信息可知,Si3N4与氢氟酸反应,因Si3N4中硅元素化合价为+4价,氮元素化合价为-3价,故其生成物应为SiF4和NH4F。
5.根据质量守恒,SiCl4与N2、H2在高温下反应时,除生成Si3N4外,还生成HCl
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