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無機非金屬材料（1）主講：黃岡中學優(yōu)秀化學教師汪響林一、傳統(tǒng)硅酸鹽材料1、傳統(tǒng)硅酸鹽材料簡介（1）含義：在材料家族里，有一類非常重要的材料叫做無機非金屬材料。最初無機非金屬材料主要是指硅酸鹽材料，所以硅酸鹽材料也稱為傳統(tǒng)無機非金屬材料。像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它們的制品在我們日常生活中隨處可見。由于這些材料的化學組成多屬硅酸鹽類，所以一般稱為硅酸鹽材料。（2）原料：傳統(tǒng)硅酸鹽材料一般是以黏土（主要成分為）、石英（主要成分為SiO2）、鉀長石（主要成分為）和鈉長石（主要成分為）等為原料生產的。（3）結構和性質特點：這些原料中一般都含有硅氧四面體 結構單元。由于硅氧四面體結構的特殊性，決定了掛酸鹽材料大多具有穩(wěn)定性強、硬度高、熔點高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等特點。2、陶瓷（1）原料：黏土（2）設備：窯爐（3）工序：混合成型干燥燒結冷卻陶瓷器（4）原理：高溫下，復雜的物理化學變化。（5）種類：土器、瓷器、炻器等。（6）彩釉：燒制前，在陶瓷制品胚體表面涂一些含金屬及其化合物的釉料，在燒結過程中因窯內空氣含量的變化而發(fā)生不同的氧化還原反應，即產生表面光滑、不滲水且色彩豐富的一層彩釉。彩釉中的金屬元素燒制時空氣用量與彩釉顏色空氣過量空氣不足黃、紅、褐、黑藍、綠黃綠紅紫、褐褐、黑褐黃、綠、褐藍綠藍、淡藍藍（7）特性：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等許多優(yōu)點。3、玻璃（1）原料：純堿、石灰石、石英砂（2）設備：玻璃熔爐（3）工序：原料粉碎加熱熔融澄清成型緩冷玻璃（4）原理：高溫下，復雜的物理化學變化。主要反應： （5）種類及特性：種類特性用途普通玻璃在較高溫度下易軟化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨脹系數小、耐酸堿、強度大、濾光化學儀器、高壓水銀燈、紫外燈罩等光學玻璃透光性好、有折光性和色散性眼鏡、照相機、顯微鏡和望遠用透鏡等玻璃纖維耐腐蝕、耐高溫、不導電、隔熱、防蟲蛀玻璃鋼、宇航服、光導、通信材料鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、高強度、抗震裂運動器材、汽車、火車用窗玻璃等有色玻璃藍色（含）、紅色（含）、紫色（含）、綠色（含）、普通玻璃的淡綠色（含二價鐵）4、水泥（1）原料：黏土、石灰石、輔助原料（2）設備：水泥回轉窯（3）工序：原料研磨得生料生料煅燒得熟料再配以適量輔料（石膏、高爐礦渣、粉煤灰等）研磨成細粉水泥（4）原理：復雜的物理化學變化。（5）成分：硅酸三鈣（）、硅酸二鈣（）、鋁酸三鈣（）、鐵鋁酸鈣（）等。（6）特性：水硬性（石膏的作用是調節(jié)水泥硬化速度）。5、對比小結水泥玻璃陶瓷主要設備水泥回轉窯玻璃熔爐窯爐主要原料石灰石和黏土純堿、石灰石、石英黏土反應原理復雜的物理化學變化略復雜的物理化學變化反應條件高溫高溫高溫生產工序磨燒磨原料熔體玻璃混合成型干燥凝結冷卻陶器主要成分種類不同標號普通玻璃、特種玻璃土器、瓷器、炻器等特性水硬性無固定熔沸點，在一定溫度范圍內軟化可制成各種形狀抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣體二、例題分析：1、有關普通玻璃的敘述，錯誤的是（）A玻璃是混合物B制玻璃的原料是純堿、石灰石、石英、粘土C玻璃不是晶體D玻璃無固定的熔點答案：B2、在制取水泥、玻璃的生產中，共同使用的主要原料是（）ANa2CO3B石灰石C石英D焦炭答案：B3、陶瓷已廣泛應用于生活和生產中，下列不屬于陶瓷制品的是（）A電器中的絕緣瓷管B實驗室中的坩堝C實驗室中的試管D建筑上燒制的磚瓦答案：C4、根據水泥和玻璃的生產，總結出硅酸鹽工業(yè)的一般特點是（）原料中一定有含硅的物質生成物含硅酸鹽反應條件是高溫發(fā)生了復雜的物理、化學變化ABCD解析：生產玻璃和水泥的條件是高溫，原料為含硅物質，反應中都發(fā)生了復雜的物理、化學變化，產品為硅酸鹽。答案：D5、已知某一硅酸鹽可表示為Mga(Si4O10)(OH)b（其中a、b為正整數），試回答：（1）a與b應滿足的關系是（寫表達式）_；（2）a能否等于2？_（填“能”“不能”“無法確定”）（3）a=3的硅酸鹽的表達式（以氧化物的形式表示）_。解析：（1）根據化合價規(guī)則，可列式為：2a44=210b簡化為2a=b4（2）令a=2，則b=0，故不能。（3）當a=3時，b=2，Mga(Si4O10)(OH)b為Mg3(Si4O10)(OH)2，改寫為氧化物的形式為：3MgO4SiO2H2O答案：（1）2a=b4；（2）不能；（3）3MgO4SiO2H2O- 返回 -同步測試1、美國科學家分析哈勃望遠鏡拍攝的照片發(fā)現(xiàn)，月球上有豐富的綠柱石礦藏，綠柱石又稱綠寶石，其主要成分為BenAl2(Si6O18)，也可以用二氧化硅和金屬氧化物的形成表示，則n為（）A1B2C3D42、下面對二氧化硅的敘述中，不正確的是（）A二氧化硅是一種堅硬難溶的固體，化學性質不活潑B二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反應生成酸C二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸反應D二氧化硅和二氧化碳在物理性質上有很大差別3、地殼巖石中含有很多復雜的硅酸鹽，像花崗石里的正長石（KAlSi3O8）在空氣中長期風化，進行復雜的變化后，能生成的物質是（）A黏土、砂和無機鹽B高嶺土、硅酸鹽和氯化鉀C滑石粉、剛玉和硝酸鉀D石灰石、沸石和硅酸鉀4、為了延長食品保質期，防止食品受潮及富脂食品氧化變質，在包裝袋中應該放入的化學物質是（）A硅膠、硫酸亞鐵B食鹽、硫酸亞鐵C生石灰、食鹽D無水硫酸銅、蔗糖5、已知高嶺土的組成表示為Al2Si2Ox(OH)y其中x、y的數值分別是（）A7、2B5、4C6、3D3、66、下列不屬于硅酸鹽材料的是（）A水泥B陶瓷C磚瓦D剛玉7、下列說法正確的是（）普通玻璃呈淡綠色是由于含F(xiàn)e3；坩堝、蒸發(fā)皿都屬于陶瓷制品；“唐三彩”是一種玻璃制品；高溫下CaSiO3比CaCO3穩(wěn)定。ABCD8、普通玻璃中含13%的Na2O、11.7%的CaO、75.3%的SiO2，用氧化物的形式表示普通玻璃組成的化學式是（）ANa2O2CaO6SiO2B2Na2OCaO6SiO2CNa2OCaO6SiO2 DNa2O2CaOSiO29、在普通玻璃的原料中，要得到藍色玻璃，應加入（）ACu2OBCo2O3CFe2O3 D膽礬10、玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上進行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質是（）A燒堿 B純堿C氫氟酸 D鹽酸11、熔融燒堿應選用的器皿是（）A石英坩堝B普通玻璃坩堝C生鐵坩堝D陶瓷坩堝隱藏提示1、CBe為A族元素，根據化合物化合價代數和為零的原則有：（2）n（3）2（4）6（2）18=0，n=3，故選C。2、C二氧化硅可與氫氟酸反應：SiO24HF=SiF42H2O。3、A依照反應前后元素種類不變，采用排除法：B選項中有氯，C選項中有氮，D選項中有鈣，均不合理。4、A硅膠可作干燥劑，吸水防潮；硫酸亞鐵可除去包裝袋中的氧氣，防止富脂食品氧化變質。5、B根據化合價規(guī)則：Al為3價，Si為4價，O為2價，OH為1價，則有：2（3）2（4）x（2）y（1）=0，化簡得：2xy=14，只有B選項符合此不定方程。6、D剛玉的成分是Al2O3。7、D普通玻璃呈淡綠色是由于含F(xiàn)e2；“唐三彩”是一種陶瓷工藝品；由CaCO3SiO2CaSiO3CO2可知，高溫下CaSiO3比CaCO3穩(wěn)定，可見正確，選D。8、C玻璃中n（Na2O）n（CaO）n（SiO2）=。）9、B加入Co2O3得藍色玻璃，俗稱“鈷玻璃”；而加入Cu2O得紅色玻璃。10、C氫氟酸能和SiO2反應：SiO24HF=SiF42H2O，利用這個反應可以進行玻璃雕花等；燒堿雖然也能和SiO2反應：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，但該反應速率較慢，不適宜于進行玻璃雕刻；故選C。11、C提示：石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高溫下，燒堿可與SiO2反應：SiO22NaOHNa2SiO3H2O.而鐵在高溫下也不與NaOH反應。12、下圖是石英晶體平面示意圖，它實際上是立體的網狀結構，其中硅、氧原子個數之比為_。原硅酸根離子的結構可表示為二聚硅酸根離子中，只有硅氧鍵，它的結構可表示為_。隱藏答案答案：12；提示：從石英晶體的平面示意圖可以看出：每個網眼由4個Si原子和4個O原子圍成，但每個Si原子為4個網眼共有，而每個O原子由2個網眼共有，故：。二聚硅酸為2分子原硅酸（H4SiO4）脫去1分子H2O形成：，則二聚硅酸根的結構式應為：。13、如圖所示，已知單質E可作半導體材料；化合物F是不能生成鹽的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能夠跟氧化物A起反應。據此回答：（1）化合物F是_；（2）化合物I是_；（3）反應的化學方程式是_。隱藏答案答案：（1）CO（2）HF（3）2F22H2O4HFO2提示：從半導體材料入手進行分析，E可能是硅元素；化合物F為不成鹽氧化物，常見不成鹽氧化物為CO和NO，結合框圖中轉化關系可推知E和F分別為Si和CO，則A為SiO2，B為C，反應的化學方程式為：SiO22CSi2CO。化合物A是SiO2，它除了與HF反應外不與任何酸起反應，由此可判斷化合物I是HF，由“氧化物C單質DHF單質H”可推知反應為：2F22H2O4HFO2。由此可推斷出全部物質，反應為：2H2O22H2O；反應為：CH2O（g）COH2。本題要求在全面掌握元素及其化合物性質的基礎上，善于抓住硅單質的特殊性質為突破口和切入點，其他將迎刃而解。高考解析例1、（重慶）材料與化學密切相關，表中對應關系錯誤的是（） 材料 主要化學成分 A剛玉、金剛石 三氧化二鋁 B大理石、石灰石 碳酸鈣 C普通水泥、普通玻璃 硅酸鹽 D沙子、石英 二氧化硅 解析：本題考查對物質組成成分的認識。剛玉是三氧化二鋁，金剛石是由碳元素組成的單質，而不是三氧化二鋁，A項錯誤。 答案：A例2、（廣東理基）下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是（） 硅是構成一些巖石和礦物的基本元素 水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維 陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料 A B C D 解析：水晶是二氧化硅，不是硅酸鹽，排除A和B；光纖是二氧化硅的應用，排除D。 答案：C例3、（四川）開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關材料的說法正確的是（） A氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料 BC60屬于原子晶體，用于制造納米材料 C纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料 D單晶硅常用于制造光導纖維 解析：B項中C60為分子晶體；C項中纖維素為天然高分子化合物，而纖維素硝酸酯是人工合成的；D項中二氧化硅是制造光導纖維的主要材料。 答案：A 例4、（全國高考題）碳化硅（SiC）的一種晶體具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交錯的，在下列三種晶體金剛石、晶體硅、碳化硅中，它們的溶點從高到低的順序是（）ABCD解析：原子半徑：CSi，故鍵長：CCCSiSiSi，鍵能：CCCSiSiSi，對原子晶體而言，熔點的高低由鍵能、鍵長決定，鍵長越短，鍵能越大，則熔點越高，因而熔點從高到低的順序為：。答案：A例5、（上海高考題）高嶺土（主要成分是Al2O32SiO22H2O，還含有少量CaO、Fe2O3）可用來制造新型凈水劑（鋁的化合物）。其步驟如下：將土樣和純堿混合均勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊并過濾，棄去濾渣，濾液用鹽酸酸化，再經過濾分別得到沉淀和溶液，溶液即為凈水劑。（1）寫出熔融時主要成分（可看作氧化物）與純堿反應的化學方程式（Al2O3與純堿的反應和SiO2與純堿的反應類似）：_（2）最后的沉淀物是_，生成該沉淀的離子方程式為_。（3）實驗室常用的坩堝有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實驗的土樣和純堿混合熔融時應取用_坩堝。解析：（1）利用知識遷移可知：Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2（2）加鹽酸酸化，由于H2SiO3、H4SiO4是難溶的弱酸，因此H2SiO3、H4SiO4沉淀出來。（3）由于瓷坩堝中SiO2、氧化鋁坩堝中Al2O3都會與Na2CO3反應，故只能用鐵坩鍋。答案：（1）SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2（2）H2SiO3或H4SiO4 SiO322HH2SiO3或SiO322HH2OH4SiO4（3）鐵坩堝 -END-無機非金屬材料（2）主講：黃岡中學優(yōu)秀化學教師汪響林一、新型無機非金屬材料最初無機非金屬材料主要是指硅酸鹽材料，所以硅酸鹽材料也稱為傳統(tǒng)無機非金屬材料。隨著科學和生產技術的發(fā)展，以及人們生活的需要，一些具有特殊結構、特殊功能的新材料相繼被研制出來。如半導體材料、超硬來高溫材料、發(fā)光材料等，我們稱這些材料為新型無機非金屬材料。傳統(tǒng)的硅酸鹽材料優(yōu)點：抗腐蝕、耐高溫；缺點：質脆、經不起熱沖擊。新型無機非金屬材料特性特性用途（1）耐高溫、強度高制汽輪機葉片、軸承、永久性模具等（2）具有電學特性作絕緣體、半導體、導體、超導體等（3）具有光學特性用于醫(yī)療、信息處理、通訊等（4）具有生物功能用于制人造牙齒、人造骨骼等1、新型陶瓷現(xiàn)代科技賦予陶瓷在光、電、磁、化學和生物學等方面新的特性和功能，半導體陶瓷、耐高溫陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷等在信息、能源、生物等高新技術領域得到廣泛的應用。功能陶瓷材料是以特定的性能或通過各種物理因素（如聲、光、電、磁）作用而顯示出獨特功能的材料。（1）碳化硅陶瓷碳化硅（SiC，俗稱金剛砂），熔點高（2450），硬度大（9.2），化學性質穩(wěn)定的原子晶體。用途：重要的工業(yè)磨料、模具、特種耐火材料制品。如其中摻入某些雜質，會使之出現(xiàn)半導體特性，作為高溫半導體，用于電熱元件。它最適宜的應用領域是高溫、耐磨和耐蝕的環(huán)境。作為高溫結構陶瓷，日益受到人們的重視。工業(yè)制取：（2）氮化硅陶瓷氮化硅（Si3N4），熔點高、硬度大，化學性質穩(wěn)定的原子晶體。用途：有自潤滑作用，所以是優(yōu)良的耐磨材料。熱強度和化學穩(wěn)定性高，熱膨脹系數小，是優(yōu)良的高溫結構材料。耐腐蝕，可作高溫軸承、轉子、葉片、燃燒室噴嘴等高溫零件以及高溫下使用的模具等。工業(yè)制?。夯?、現(xiàn)代信息基礎材料單晶硅（1）單晶硅的用途：單晶硅在日常生活中是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手表、汽車，處處都離不開單晶硅材料，單晶硅作為科技應用普及材料之一，已經滲透到人們生活中的各個角落。單晶硅是火星探測器中太陽能轉換器的制成材料。單晶硅在太空中是航天飛機、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基礎。離開單晶硅，衛(wèi)星會沒有能源，沒有單晶硅，航天飛機和宇航員不會和地球取得聯(lián)系，單晶硅作為人類科技進步的基石，為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻。（2）單晶硅的制?。河筛呒兌冉固颗c石英砂反應制得純度為95%99%的硅：綜合利用氯堿工業(yè)的產物Cl2和H2與上一步制得的硅反應（法）：提純后的SiHCl3被高純度的H2還原，得到高純硅：最后，采用高技術將硅拉制成純度高達9個9（99.9999999%）的單晶硅材料。3、光導纖維光導纖維簡稱光纖，是用來傳遞光信號和圖象信號的纖維。制造光導纖維用的光學材料，必須高度純凈、成分均勻。一般無水石英（SiO2）是常用的光導纖維材料。近年來，光導纖維用于光通信的技術迅速發(fā)展。此外，在農業(yè)、國防、醫(yī)療、電視、傳真、電話、科研等方面都有廣泛的用途。光纖與普通電纜的異同對比表光纖光纜普通電纜信息量大，每根光纜上理論上可同時通過10億路電話8管同軸電纜每條通話1800路原料來源廣（石英玻璃），節(jié)約有色金屬資源相對較少質量小，27g /公里，不怕腐蝕，鋪設方便1.6噸/公里成本低，約1萬元/公里普通光纜約20萬元/公里性能好，抗電磁干擾保密性強，能防竊聽，不發(fā)生電輻射。信號衰減小，無中繼傳送距離一般為3070 公里同軸電纜每隔1.5公里就需設立一個中繼站，來補償電信號在傳輸中的損耗4、石墨、金剛石和C60新材料誕生新科技（1）同素異形體：含同一種元素的不同單質之間互稱為同素異形體。碳元素的三種常見同素異形體：石墨、金剛石、C60（2）人造金剛石石墨轉化法：化學氣相沉積法：（3）明星分子C601985年，美國科學家克羅托（H.W.K.kroto）等人用質譜儀，嚴格控制實驗條件，得到以C60為主的質譜圖。由于受建筑學家布克米尼斯持富勒（BuckminsterFuller）設計的球形薄殼建筑結構的啟發(fā)，克羅托（kroto）等提出C60是由60個碳原子構成的球形32面體，即由12個五邊形和20個六邊形構成。其中五邊形彼此不相連，只與六邊形相連。隨后將 C60分子命名為布克米尼斯持富勒烯（BuckminsterFuller）。由于C60分子的結構酷似足球，所以又稱為足球烯（Footballene）。除C60外，具有封閉籠狀結構的還可能有 C28、C32、C50、C70、C240、C540等，統(tǒng)稱為Fullerenes，中文譯名為富勒烯。摻雜C60的超導體1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出摻鉀C60具有超導性，超導起始溫度為18K，不久又制備出Rb3C60的超導體（如右圖），超導起始溫度為29K。我國在這方面的研究也很有成就，北京大學和中國科學院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60的超導體，超導起始溫度分別為8K和28K。有科學工作者預言，如果摻雜C240和摻雜C540，有可能合成出具有更高超導起始溫度的超導體。新型貯氫材料在鋰、液氨和正丁醇溶液中發(fā)生反應高能鋰電池材料如下圖，將金屬鋰植入C60內部形成的LiC60化合物，可作為高能鋰電池。碳納米管碳納米管由于其磁學、電學性能的改變，其應用領域變寬，比如用作催化劑或其載體、納米導線、復合材料、纖維與藥物等。碳納米管一個令人激動的應用領域就是替代半導體硅制備碳基電子器件。傳統(tǒng)的硅半導體存在發(fā)熱問題，由于碳納米管的電子物理性質來源于幾何結構（直徑小于0.1nm即發(fā)現(xiàn)有量子效應）而不是來自摻雜，故其熱穩(wěn)定性好，可制得比硅芯片小百倍的器件。碳納米管器件還可望代替CRT陰極射線管，解決筆記本電腦、大屏幕電視的顯示等問題。C60的多聚高分子C60的二聚物C116二、例題分析：1、最近科學家制得一種新的分子，它具有空心的類似足球狀的結構，化學式為C60。下列說法中不正確的是（）AC60是一種新型的化合物BC60和石墨是碳的同素異形體CC60是一種新的碳單質DC60的相對分子質量為720答案：A解析：C60是碳的一種單質，它與石墨、金剛石互為同素異形體，故不正確的是A。2、下列關于硅的說法不正確的是（）A硅是非金屬元素，但它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反應D當加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應答案：C解析：常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應。3、下列屬于新型無機非金屬材料的是（）高強度水泥鋼化玻璃氧化鋁陶瓷光導纖維ABCD答案：C解析：水泥和玻璃屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料。4、氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學性質穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍使用高純硅與純氮在1300反應獲得。根據性質，推測下列不是氮化硅陶瓷的用途的是（）A制汽輪機葉片B制有色玻璃C制永久性模具D制造柴油機答案：B解析：氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料，而有色玻璃只是在玻璃中加入金屬氧化物，仍屬傳統(tǒng)無機非金屬材料。5、下列材料的特性及用途的說法不正確的是（）A氧化鋁陶瓷具有兩性，可用來制造人造牙齒B氮化硅陶瓷具有耐高溫且不易傳熱的特性，可用來制造柴油機C光導纖維傳導光的能力很強，是非常好的通迅材料D人造金剛石硬度高，可用來制造割機答案：A解析：制造人造牙齒的材料必須具有生物功能。- 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同步測試1、門捷列夫在19世紀中葉，曾根據他所發(fā)現(xiàn)的元素周期律，預言過第四周期A族元素X（當時他稱為類硅），下列有關硅元素性質的敘述不正確的是（）XH4不穩(wěn)定，但有強還原性可用焦炭在高溫下從XO2中冶煉XX單質的熔點比硅高X最高價氧化物對應水化物分子式為X(OH)4，其酸性比H2SiO3強ABCD2、某些保健品中含有的鍺元素（Ge）位于周期表的第四周期A族。有關鍺的敘述正確的是（）鍺的原子序數為34鍺元素金屬性比錫強Ge可形成Na2GeO3的鹽單質鍺是半導體材料ABCD3、下列說法中你認為科學合理的是（）A“純凈水”、“超純凈水”、“太空水”是最佳飲用水B水晶、瑪瑙均可制成高級工藝品，其主要成分均為二氧化硅C加碘食鹽加的是碘單質D有磷洗衣粉對皮膚有損害作用，無磷洗衣粉對皮膚無損害作用，故應選用無磷洗衣粉4、新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料的共同特點是（）A耐高溫B具有電學特性C具有光學特性D有生物功能5、以下說法正確的是（）A納米材料是指一種稱為“納米”的新物質制成的材料B綠色食品是指不含任何化學物質的食品C生物固氮是指植物通過葉面直接吸收空氣中的氮氣D光導纖維是以二氧化硅為主要原料制成的6、我國及美國、日本等國家都已研制出了一種陶瓷柴油機。這種柴油機的發(fā)動機部件的受熱面是用一種耐高溫且不易傳熱的材料制造的，這種材料是（）A氧化鋁陶瓷B氮化硅陶瓷C光導纖維D普通玻璃鋼7、“空對空”響尾蛇導彈頭部的“紅外眼睛”，能分辨出0.001的溫差變化，它是由熱敏陶瓷材料和熱釋電陶瓷材料制成的。下列敘述中，不正確的是（）A“紅外眼睛”對熱非常敏感B“紅外眼睛”的熱目標是敵機發(fā)動機或尾部噴口高溫區(qū)C“紅外眼睛”的電阻值隨溫度明顯變化D“紅外眼睛”的工作原理與人眼相同8、超導材料是具有零電阻及反磁性的物質，以Y2O3、BaCO3和CuO為原料，經研磨燒結可合成一種高溫超導物質YBa2Cu3Ox。現(xiàn)欲合成0.5mol此高溫超導物，依化學計量比例，需取Y2O3、BaCO3及CuO的物質的量（mol）分別為（）A0.50、0.50、0.50B0.25、1.0、1.5C0.50、1.0、1.5D1.0、0.25、0.179、有關高溫結構陶瓷和光導纖維的說法正確的是（）高溫結構陶瓷具有耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，它不與任何無機酸反應氧化鋁陶瓷的熔點低、硬度小光導纖維傳導光的能力非常強，利用光纜通訊，能同時傳輸大量信息ABCD隱藏提示1、C碳族元素從上到下非金屬性減弱，金屬性增強，則XH4不穩(wěn)定且有強還原性，XO22CX2CO，故正確；晶體硅熔點很高，X單質熔點比硅低，X(OH)4酸性比H2SiO3弱，不正確，選C。2、C鍺的原子序數為32，其金屬性比錫弱，C項正確。3、B“純凈水”不含礦物離子，如Mg2、Ca2等，對人體不利；碘鹽中加入的是KIO3；有磷洗衣粉主要污染湖泊造成“水華”現(xiàn)象；故ACD均不合理，只有B正確。4、A電學特性、光學特性、生物功能都是新型無機非金屬材料的特性。5、D納米材料是指構成物質的粒子直徑在1nm100nm之間的一類物質的總稱，并不是一種新的物質；任何食品從化學組成上分析，都是由化學物質構成的，如面包的主要成分就是淀粉；生物固氮是指豆科植物的根瘤籮菌把空氣中的氮轉化為可被植物吸收的化合態(tài)氮的過程，并不是植物直接吸收氮氣；故ABC均不正確。光導纖維廣泛用于能量傳輸和信息傳輸，它的主要原料是二氧化硅，所以選D。6、B由各種陶瓷材料的特點分析，氮化硅陶瓷具有耐高溫、不易傳熱的特點。7、D“紅外眼睛”能分辨出0.001的變化，對熱敏感，與人眼工作原理不同，不正確的是D。8、B由原子守恒，YBa2Cu3OxY2O32BaCO33CuO知：n（Y2O3）=0.5mol=0.25mol，n（BaCO3）=0.5mol2=1.0mol，n（CuO）=0.5mol3=1.5mol；故選B。9、D氮化硅陶瓷除與氫氟酸反應外，不與任何無機酸反應；氧化鋁陶瓷熔點很高，硬度大；故不正確，正確，選D。10、鍺是A族元素。它的單質晶體是一種良好的半導體材料，廣泛應用于電子工業(yè)。鍺可從燃燒的煙道灰中提取，提取過程如下：寫出下列化學方程式：_；_；_；_。隱藏答案答案：GeO24HCl=GeCl42H2O；GeCl43H2O=H2GeO34HCl；H2GeO3GeO2H2O；GeO22H2Ge2H2O提示：碳族元素包括碳、硅、鍺、錫、鉛，其中硅、鍺可作半導體材料；碳、硅、鍺、錫以4價的化合物穩(wěn)定，鉛以2價的化合物穩(wěn)定。煙道灰中所含鍺的高價氧化物為GeO2，作為金屬氧化物與HCl反應生成GeCl4；GeCl4作為強酸弱堿生成的鹽可發(fā)生水解生成H2GeO3；H2GeO3受熱分解得到純凈的GeO2；GeO2用H2還原可得純凈的Ge。11、釔（Y）是激光材料和超導材料中的重要元素。某釔礦石成分是Be2YxFeSi2O10。該礦石與過量氫氧化鈉共熔后，加水溶解，所得沉淀物中有Y（OH）3和Fe2O3（反應時Fe由2價轉變?yōu)?價）。試推算，此釔礦石的化學式中x=_。若改用氧化物的形式表示其組成，則化學式為_。隱藏答案答案：2；2BeOY2O3FeO2SiO2提示：根據化合價代數和為0求得x，釔礦石中Be為2價，Y為3價，F(xiàn)e為2價，Si為4價，O為2價，得x=2。其改寫成氧化物的形式可依化合價拆分后再組合，得2BeOY2O3FeO2SiO2。12、氮化硅是一種非氧化性高溫陶瓷結構材料，粉末狀Si3N4可以由四氯化硅的蒸氣和氨氣混合反應制取。粉末狀Si3N4對空氣和水都不穩(wěn)定，但是將粉末狀Si3N4和適量的MgO在2301.01105Pa和185的密閉容器中熱處理，可以得到結構十分緊密，對空氣和水都相當穩(wěn)定的固體材料。（1）寫出由四氯化硅和氨氣制備Si3N4的化學方程式_。（2）分別寫出粉末狀Si3N4和水及氧氣反應的化學方程式_、_。（3）為什么結構緊密的固體Si3N4不再受水和氧氣的侵蝕？隱藏答案答案：（1）3SiCl44NH3=Si3N412HCl（2）Si3N46H2O=3SiO24NH3Si3N43O2=3SiO22N2（3）Si3N4與MgO在密閉容器中熱處理后使Si3N4固體表面形成一層SiO2保護層，阻止了Si3N4繼續(xù)受空氣中的氧和水的侵蝕。提示：（1）SiCl4與NH3反應生成Si3N4，同時應該有HCl生成，即3SiCl44NH3=Si3N412HCl。（2）由于SiN鍵的鍵能小于SiO鍵的鍵能，Si3N4與H2O反應時，SiN鍵要向SiO鍵轉化，生成SiO2的同時應該有NH3生成，同樣Si3N4與O2反應時，產物為SiO2和N2。即Si3N46H2O=3SiO24NH3，Si3N43O2=3SiO22N2。（3）Si3N4與MgO在密閉容