2020-2021学年新人教版必修2第5章第3节无机非金属材料作业
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第3节人类遗传病[学习导航]1•结合实例,概述人类常见遗传病的类型及特点。
2•结合教材的"调查”内容,学会调查人类遗传病的大体方式。
3•了解遗传病的监测和预防办法,并了解人类基因组计划的大体内容和意义。
[重难点击]人类常见遗传病的类型及特点。
生物进化论的开创人,英国科学家查理•达尔文,与其舅父的女儿埃玛成婚,共生育6个孩子,但恐怖的遗传病致使其中3个早死,另3个一直患病,智力低下,终生未婚。
为何近亲成婚会致使遗传病发病率提高呢?本节课咱们就来学习人类的遗传病及其监测和预防。
[解决学生疑难,点一、人类常见遗传病的类型1•概念人类遗传病一般是指由于遗传物质改变而引发的人类疾病。
2•单基因遗传病(1)概念:受一对等位基因控制的遗传病。
(2)类型和实例①由显性致病基因控制的疾病:多指、并指、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病等。
②由隐性致病基因控制的疾病:镰刀型细胞贫血症、白化病、先本性聋哑、苯丙酮尿症等。
3.多基因遗传病(1)概念:受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。
(2)特点①易受环境因素的影响:在群体中发病率较高:常表现为家庭聚集。
②一般不符合孟德尔的遗传定律。
(3)实例:主要包括一些先本性发育异样和一些常见病,如唇裂、无脑儿、原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。
4•染色体异样遗传病(1)概念:由染色体异样引发的遗传病。
(2)类型:①染色体结构异样,如猫叫综合征等。
问题探究理解升华重堆透析②染色体数量异样,如21三体综合征等。
1•下图是苯丙酮尿症的发病机理,据图回答下列问题:(1)该病是单基因遗传病,单基因遗传病是由一个基因控制的吗?答案不是,是由一对等位基因控制的。
(2)患者的基因型是什么?该病表现了基因控制生物体性状的哪条途径?答案患者的基因型为aa。
该病表现了基因通过控制酶的合成来控制代谢进程,进而控制生物体的性状。
2.21三体综合征患者的体细胞中含有3条21号染色体,是由于亲本产生的异样配子发生受精作用后致使的,下图是异样卵细胞形成的进程,请据图回答下列问题:〔图中染色怵代血I号堅色怵)(1)该病有无致病基因?据图分析发病的原因有哪些?答案没有致病基因。
硅酸盐材料【学习目标】1、了解硅酸盐的概念,会用氧化物表示硅酸盐的组成2、掌握三大传统无机非金属材料,熟悉常见的新型无机非金属材料【主干知识梳理】一、硅酸盐材料1、无机非金属材料(1)元素组成:无机非金属材料一般含有硅、氧元素(2)特点:具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能(3)物质组成:传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料,如:制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥2、硅酸盐(1)概念:由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分(2)性质:硅酸盐性质稳定,熔点较高,多数难溶于水(3)硅酸盐的结构:在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体,Si在中心,O在四面体的4个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接。
其结构示意图为(4)表示方法:硅酸盐矿物的成分复杂,多用氧化物的形式表示它们的组成表示顺序是:活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水,但化学式前面的系数不能为分数例如:硅酸钠Na2SiO3表示:Na2O·SiO2镁橄榄石Mg2SiO4 表示:2MgO·SiO2高岭石Al2Si2O5(OH)4表示:Al2O3·2SiO2·2H2O 正长石KAlSi3O8表示:K2O·Al2O3·6SiO2钾云母(KH2Al3Si3O12) 表示:K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O3、最简单的硅酸盐——Na2SiO3(1)俗名:泡花碱,水溶液俗称水玻璃(2)物理性质:白色固体,可溶于水(3)化学性质①与酸反应:Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(胶体)②与CO2反应:Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===Na2CO3+H2SiO3(胶体)Na2SiO3+2H2O+2CO2(过量)===H2SiO3(胶体)+2NaHCO3(4)用途:①制硅酸;②黏合剂(矿物胶);③耐火阻燃材料;④防腐剂4、传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃窑——主要原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英(过量) 黏土反应原理复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2=====高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=====高温CaSiO3+CO2↑复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Na2O·CaO·6SiO2——特性水硬性(跟水掺和搅拌后容易凝固变硬)非晶体,无固定熔点,在一定范围内软化可制成各种形状抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘【对点训练1】1、用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是( )A .钙沸石[CaAl 2Si 3O 10·3H 2O]表示为Al 2O 3·CaO·3SiO 2·3H 2OB .镁橄榄石(Mg 2SiO 4)表示为MgO·12SiO 2 C .钾云母(K 2Al 6Si 6H 4O 24)表示为K 2O·2H 2O·3Al 2O 3·6SiO 2D .滑石(Mg 3H 2Si 4O 12)表示为3MgO·4SiO 2·H 2O2、下列叙述正确的是( )A .硅酸钠是硅酸盐,但不能溶于水B .电影银幕用水玻璃浸泡,主要是为了防腐C .建筑工业常用水玻璃作黏合剂D .用水玻璃浸泡铁道的木制枕木,主要是为了防火3、下列有关硅酸盐的说法中正确的是( )A .硅酸盐中的阴离子都是SiO 2-3B .硅酸盐都难溶于水C .通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D .Na 2SiO 3是一种最简单的硅酸盐,其水溶液可用作黏合剂二、新型陶瓷1、新型陶瓷的特点:新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系,在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能2、常见的新型陶瓷及特点(1)碳化硅(SiC):俗称金刚砂,碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构,硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料。
2020-2021学年高二化学新教材人教版必修第二册教师用书:5.3.2 新型无机非金属材料含解析第2课时新型无机非金属材料课前自主预习一、硅1.物理性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大、有脆性。
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
2.化学性质(1)稳定性:常温下硅的化学性质不活泼,只能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)和强碱溶液反应.化学方程式分别为:Si+2F2===SiF4,Si+4HF===SiF4↑+2H2↑,Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
(2)还原性:在加热条件下,硅能与一些非金属单质发生反应:Si+2Cl2错误!SiCl4,Si+O2错误!SiO2,Si+C错误!SiC。
3.工业制法(1)制粗硅:SiO2+2C错误!Si(粗)+2CO↑;(2)粗硅提纯:Si+3HCl错误!SiHCl3+H2,SiHCl3+H2错误!Si +3HCl.4.用途(1)用做半导体材料,制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
(2)制合金,如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯,含硅15%的钢可制造耐酸设备等。
(3)制造光电池,将光能直接转换为电能.二、二氧化硅1.硅元素的存在(1)存在在地壳中硅的含量为26。
3%,仅次于氧;主要以氧化物及硅酸盐的形式存在,因为硅是一种亲氧元素。
(2)原子结构硅原子的原子结构示意图最外层有4个电子,反应中既不易失去电子也不易得到电子,能形成+4价的化合物。
2.二氧化硅(1)存在SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类,水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为12的比例组成的立体网状结构的晶体.每个硅原子周围结合4个O原子,每个O周围结合2个Si原子。
(3)物理性质熔点高;硬度大;溶解性:不溶于水。
(4)化学性质(5)用途①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作光导纤维。
第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料[预习作业]一、硅酸盐材料1.传统的无机非金属材料多为________材料,硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度________、________溶于水、________、________等特点。
2.陶瓷:是以________为主要原料,经高温烧结而成的。
3.玻璃:普通玻璃的主要成分为________、________和________,它是以________、________和________为原料,经混合、粉碎,在________中熔融,发生复杂的物理和化学变化而制得的。
4.水泥:以________、________为主要原料,在________中煅烧,再加入适量________调节水泥硬化速率后制得产品成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。
二、新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅(1)硅元素位于元素周期表中第________周期、第________族,处于金属与非金属的过渡位置,其单质的导电性介于____________________之间,是应用最为广泛的________材料。
(2)硅在自然界主要以________和________的形式存在。
(3)制取粗硅的反应方程式为________________________________________。
(4)二氧化硅可用来生产高性能的现代通信材料________。
2.新型陶瓷:高温结构陶瓷如碳化硅(俗称________)具有硬度________、______________性能。
3.碳纳米材料:主要包括________、______________、________等。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)硅元素在自然界中既有化合态,又有游离态。
( )(2)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。
( )(3)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。
第三节无机非金属材料第1课时硅酸盐材料课前自主预习一、硅酸盐1.硅酸盐在自然界中的存在形形色色的硅酸盐存在于地球的每一个角落,古代的陶瓷、砖瓦、现代的玻璃、水泥等,都是硅酸盐产品。
2.硅酸钠(1)物理性质:可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,具有强的黏合性。
(2)化学性质:①过量的CO2通入到Na2SiO3溶液中,发生的反应方程式为:Na2SiO3+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3,反应的原因:酸性H2CO3>H2SiO3。
②向Na2SiO3溶液中滴加CaCl2溶液,发生的反应方程式为:Na2SiO3+CaCl2===CaSiO3↓+2NaCl。
(3)用途:①建筑业常使用的黏合剂;②用水玻璃浸泡过的木材和纺织品既防腐蚀,又防火,故常被称为木材防火剂;③还可用作肥皂填料等。
(4)硅酸盐的表示方法:二、硅酸盐产品1.三大传统硅酸盐产品 硅酸盐产品原料 主要设备 水泥石灰石、黏土 水泥回转窑 玻璃纯碱、石灰石、石英 玻璃窑 陶瓷黏土许多硅酸盐具有多孔结构,孔径不同的硅酸盐具有筛分分子的作用,常用作分离、提纯气体或液体混合物,还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体。
3.传统硅酸盐工业(1)玻璃:①生产过程:纯碱、石灰石、石英等――→粉碎后适当比例玻璃熔炉――→冷却成品玻璃 ②主要化学反应:Na 2CO 3+SiO 2=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑;CaCO 3+SiO 2=====高温CaSiO 3+CO 2↑。
③主要成分:Na2O·CaO·6SiO2。
④几种常见玻璃:a.石英玻璃——成分为SiO2,以纯净的石英为主要原料制成。
b.钢化玻璃——普通玻璃在电炉中加热软化,然后急速冷却而成,机械强度是普通玻璃的4~6倍。
c.有色玻璃——普通玻璃中加入一些金属氧化物,如Cu2O:红色玻璃,Co2O3:蓝色玻璃,MnO2:紫色玻璃等。
(2)水泥:①生产过程:黏土、石灰石――→粉碎后适当比例水泥回转窑――→加入石膏粉碎水泥②变化:发生了复杂的物理化学变化。
(新教材)人教必修第二册第5章化工生产中的重要非金属元素一、选择题1、下列实验报告记录的实验现象正确的是()2、下列反应中,通入的气体物质只作为氧化剂的是()A.二氧化硫通入氯水中B.氯气通入氢氧化钠溶液中C.氯气通入氯化亚铁溶液中D.氨气通入水中3、下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法正确的是()A.浓硫酸、稀硫酸都难挥发B.浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌,反应的化学方程式相同C.浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D.浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存4、某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案,不合理的是()5、关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()A.两种气体都是无色有毒的气体,且都可用水吸收以消除对空气的污染B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸C.两种气体都具有强氧化性,因此都能够使品红溶液褪色D.两种气体溶于水都可以与水反应,且只生成相应的酸6、下列过程没有起到氮的固定作用的是()A.N2与O2反应生成NOB.N2与H2在一定条件下合成氨C.NH3经催化氧化生成NOD.豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物7、二氧化硅气凝胶是一种世界上最轻的固体,可以经受住1 kg炸药的爆炸威力。
下列有关说法正确的是()A.利用二氧化硅气凝胶能够开发导电材料B.激光照射二氧化硅气凝胶可产生丁达尔效应C.计算机芯片的主要成分是二氧化硅D.二氧化硅气凝胶能溶于水8、有a、b、c、d、e五种气体,进行下列实验:a、b、c、d、e依次可能是()A.O2、NO、HCl、NH3、CO2B.O2、NO、NH3、HCl、SO2C.NO、O2、NH3、HCl、SO2D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH49、下列有关浓H2SO4的叙述正确的是()A.浓H2SO4与铜片共热的反应中,浓H2SO4既表现出强氧化性,又表现出酸性B.浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2C.常温下,铁或铝不与浓H2SO4反应,所以可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4 D.浓H2SO4是不挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸,所以可用浓H2SO4与FeS 反应制取H2S气体10、下列关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是()A.在反应中,浓硫酸只表现出氧化性B.此反应属于氧化还原反应C.在反应中,浓硫酸只表现出氧化性D.每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原,同时生成2 mol SO211、四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种,把它们分别倒立于盛有水的水槽中,充分放置后的现象如图所示。
第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料课时作业1.下列关于硅酸盐材料的说法错误的是()A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B.生产陶瓷的主要原料是黏土C.普通玻璃的主要成分只有SiO2D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料答案 C解析普通玻璃的主要成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅,故选C。
2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述不正确的是()A.水玻璃是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后,具有防腐蚀性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质答案 D解析Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,是一种矿物胶,通常用作耐火材料。
水玻璃在空气中发生反应Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。
3.用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成,不正确的是() A.钙沸石[Ca(Al2Si3O10·3H2O)]CaO·Al2O3·3SiO2·3H2OB.镁橄榄石(Mg2SiO4)2MgO·SiO2C.长石(KAlSi3O8)K2O·Al2O3·3SiO2D.硅酸钠(Na2SiO3)Na2O·SiO2答案 C解析长石(KAlSi3O8)的正确写法为K2O·Al2O3·6SiO2。
4.硅在地壳和岩石中的主要存在形式是()A.硅单质B.二氧化硅和硅酸盐C.硅酸D.无定形硅答案 B解析硅主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于地壳和岩石中。
5.下列关于硅的化学性质的叙述正确的是()A.常温下不和任何酸反应B.常温下可和NaOH溶液反应C .常温下可和Cl 2反应生成SiCl 4D .常温下可和O 2反应生成SiO 2答案 B解析 硅在常温下化学性质不活泼,除与氟气、氢氟酸和强碱反应外,不与其他物质反应。
在加热条件下,硅能与一些非金属反应,如Si +O 2=====△SiO 2。
第三节无机非金属材料基础过关练题组一硅酸盐材料1.(2020西藏林芝一中高一期中)下列物质中不含硅酸盐的是()A.陶瓷B.玻璃C.水泥D.生石灰2.(2020福建南平高一月考)制玻璃和水泥的共同的原料是()A.二氧化硅B.碳酸钠C.碳酸钙D.硅酸钠3.(2019山东师范大学附中高一下学情检测)500多年前,一艘载着天然苏打晶体(Na2CO3·10H2O)的商船在航行中搁浅,船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。
之后他们惊奇地发现,在苏打与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。
回答下列问题:(1)沙滩上沙粒的主要成分为(填化学式)。
(2)上述晶莹发亮的珠子可能是(填字母)。
A.水晶颗粒B.无水碳酸钠C.晶体硅D.玻璃珠(3)生成该珠子时发生反应的化学方程式为。
(4)氢氟酸是HF的水溶液,可与SiO2反应生成SiF4和H2O。
氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂,原因是(用化学方程式表示)。
题组二晶体硅的制备方法4.习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出,凝结着新时代奋斗者的心血和汗水,彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”。
制造芯片用到高纯硅,用SiHCl3与过量H2在1100~1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知:SiHCl3遇水剧烈水解,在空气中易自燃。
下列说法错误的是()A.装置B中的试剂是浓硫酸B.实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞C.装置C中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化D.装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下,普通玻璃管会软化5.(2019河南商丘九校高一上期末联考)由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列说法中错误的是()A.SiHCl3的摩尔质量为135.5gB.H2和HCl均可循环利用C.SiO2是一种坚硬难熔的固体D.①②③均属于氧化还原反应题组三新型无机非金属材料6.(2020山东济宁实验中学高一开学考试)我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空白。
体验探究合作展示2020-2021学年级高一下学期化学周末作业(六)无机非金属材料1.下列关于硅单质及其化合物的说法中错误的是A.水玻璃可以作为粘合剂、木材防腐剂B.常温下,单质硅的性质稳定,与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应C.SiO2有导电性,所以SiO2可用于制备光导纤维D.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4],若以氧化物形式可表示为:Al2O3•2SiO2•2H2O 2.下列说法正确的是A.用金属钠与TiCl4溶液在高温下反应,可将金属钛置换出来B.铝在空气中或在冷的浓硝酸中都能生成一层致密的氧化膜C.工业制硫酸时,在接触室里用98.3%的浓硫酸吸收SO3D.工业制玻璃过程中加入石灰石,是为了除去二氧化硅3.下列关于硅及其化合物的叙述错误的是A.硅的化学性质不活泼,但在自然界中以化合态存在B.高纯度的硅单质是良好的半导体材料SiO很稳定,与所有的酸不反应D.唐三彩、玻璃、水泥都是硅酸盐产品C.24.化学知识与生产、生活密切相关。
下列说法正确的是SiO是将太阳能转变为电能的常用材料A.2Al(OH)胶体具有吸附性,可用作自来水消毒剂B.3SO具有漂白性,可用于豆芽菜银耳等食品的漂白C.2D.在食品袋中放入装有硅胶、铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质5.化学在生活中有着广泛的应用。
下列有关物质的性质和用途具有对应关系的是选项性质用途B 活性炭还原性强 用于制糖业的脱色剂 C常温下,干燥的氯气与铁不反应 用钢瓶储存液氯 D 二氧化硅硬度大 用于制造光导纤维6.下列解释事实的化学方程式或离子方程式中不正确...的是 A .盛放NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞:SiO 2+2OH -=2-3SiO +H 2OB .NaOH 溶液吸收Cl 2:Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2OC .燃煤时加入适量石灰石粉末,可减少SO 2的排放:2CaCO 3+2SO 2+O 2=2CaSO 4+2CO 2D .强碱溶液中,用次氯酸钠与Fe(OH)2反应制高铁酸钠:2ClO -+Fe(OH)2=2-4FeO +2Cl -+2H +7.某实验小组欲从含2+2-2+3Mg SiO Fe 、、和3+Fe 的混合液中分离出2+Mg ,并制备32MgCO 3H O 。
硅酸盐材料1.(双选)下列说法中正确的是(AD)A.普通玻璃呈浅绿色是由于含Fe2+B.坩埚、烧杯都属于陶瓷制品C.唐三彩是一种玻璃制品D.高温下CaSiO3比CaCO3稳定解析:普通玻璃呈浅绿色是由于含Fe2+,A正确;烧杯属于玻璃制品,B不正确;唐三彩属于陶瓷制品,C不正确;CaCO3和SiO2在高温下反应生成CaSiO3,所以CaSiO3比CaCO3稳定,D 正确.2.Al2O3·2SiO2·2H2O是一种(B)A.含氧酸B.硅酸盐C.铝酸盐D.混合物解析:硅酸盐常用氧化物的形式来表示。
3.(双选)关于玻璃的叙述中,错误的是(AC)A.是晶体,有一定的熔点B.普通玻璃组成可用Na2O·CaO·6SiO2表示C.氢氟酸能腐蚀玻璃,是因为氢氟酸是强酸D.制造普通玻璃的原料中,石英是过量的解析:普通玻璃的组成是Na2O·CaO·6SiO2,普通玻璃是一种混合物,没有一定的熔点;氢氟酸能腐蚀玻璃,是因为氢氟酸能和玻璃中的SiO2反应.4.下列说法中不正确的是(A)A.硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅B.水泥、普通玻璃都是混合物C.生产水泥和玻璃都必须用石灰石D.用纯净的石英制成石英玻璃,它的膨胀系数小,常用来制造耐高温的化学仪器解析:制水泥的原料是黏土和石灰石,制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。
纯碱、石灰石中都不含有硅。
5.根据水泥和玻璃的生产,总结出硅酸盐工业的一般特点是(D)①生成物是硅酸盐②反应条件是高温③含有硅的物质作原料④反应原理是一系列复杂的物理、化学变化A.①③B.①②③C.①③④D.①②③④解析:该题主要考查我们归纳知识的能力。
6.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了。
"下列关于玻璃的叙述中,正确的是(C)A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英D.普通玻璃是由硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅简单地混合在一起形成的解析:由题意可知,陶器应是人类最早使用的硅酸盐材料。
第三节无机非金属材料1.据报道,我国华为公司的技术标准成为世界“5G”通信标准的重要组成部分。
随着“5G”时代的到来,以光导纤维为基础的信息高速通道更显重要。
制造光导纤维的材料是( )A.晶体硅B.二氧化硅C.铜合金D.不锈钢答案 B 二氧化硅具有良好的光学特性,其导光性非常好,制造光导纤维的主要原料为二氧化硅。
2.下列关于水泥的说法正确的是( )A.生产水泥时,加入适量的石膏可以调节水泥的硬化速率B.水泥在水中能硬化,在空气中不会硬化C.水泥与水混合时会生成不同的水合物,要吸收一定的热量D.水泥溶于水后的硬化过程是一个物理变化答案 A 水泥不仅可以在水中发生硬化,而且可以吸收空气中的水分硬化,水泥中的成分与水生成不同的水合物,水泥的硬化过程主要是化学变化,此过程放热。
3.根据普通玻璃、普通水泥和普通陶瓷的生产过程,总结出硅酸盐工业的一般特点是( )①原料一定有含硅元素的物质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.①②B.①②③C.①③④D.①②③④答案 D 硅酸盐工业的主要特点是:生产原料一定有含有硅元素的物质;产品的物质类型属于硅酸盐;使物质发生变化的条件是高温;物质变化的类型,既有物理变化,又有多种复杂的化学变化。
4.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。
其中钧窑以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。
下列关于陶瓷的说法不正确的是( )A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应引起的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透,属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸、碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸答案 C 瓷器中含有多种硅酸盐,是混合物,C错误。
5.石墨烯目前是世界上最薄、最坚硬的纳米材料,它是一种透明、良好的导体;石墨烯是由碳原子构成的具有单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳单质新材料,它是构建富勒烯、碳纳米管的基本单元。
利用石墨烯可制造晶体管、太阳能电池板等。
1. (2011·高考新课标全国卷)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落, 到最低点时距水面还有数米距离. 假定空气阻力可忽略, 运动员可视为质点, 下列说法正确的是( )A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中, 弹力做负功, 弹性势能增加C. 蹦极过程中, 运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中, 重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析: 选ABC.到达最低点前高度始终在降低, 所以重力势能始终减小, 故A 正确. 绳张紧后的下落过程, 伸长量逐渐增大, 弹力做负功, 弹性势能增大, 故B 正确. 在蹦极过程中, 只有重力与系统内弹力做功, 故机械能守恒, C 正确. 重力势能的改变与重力做功有关, 重力做功只与始末位置高度差有关, 与零势能面的选取无关, 故D 错误.2. 如图5-3-9所示, 用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑, 下列说法正确的是( )图5-3-9A. 物体只受重力和弹簧的弹力作用, 物体和弹簧组成的系统机械能守恒B. 手的拉力做的功, 等于物体机械能的增加量C. 弹簧弹力对物体做的功, 等于物体机械能的增加量D. 手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量解析: 选C.对于物体和弹簧组成的系统, 当只有重力做功时机械能才守恒, 手的拉力对系统做正功, 系统的机械能增大, 由功能关系可知, A 错, B 错; 对物体, 弹簧弹力是外力, 物体所受外力中, 除重力外只有弹簧弹力做功, 因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量, C 对; 手的拉力作用于弹簧, 因此引起弹簧的形变而改变弹性势能, D 错. 3. (原创题)图5-3-10如图5-3-10所示, 固定的光滑斜面左右两侧倾角分别为37°、53°, 右侧斜面长为L =3 m. 一根不可伸长的轻绳跨过顶端固定的光滑定滑轮, 轻绳两端分别连接质量均为m 的物块A和物块B , 物块B 静止在地面, 物块A 静止在斜面上离斜面底端L2处. 将物块A 用手托住, 此时轻绳刚好拉紧. A 从静止开始释放后下滑, 设A 触地后不再运动, 则B 在竖直方向能上升的最大高度为( )A. 1.5 mB. 1.05 mC. 1.75 mD. 1.8 m 解析: 选B.如图所示, 释放A 后到A 触地, 对于A 和B 的系统, 由机械能守恒, 得m A g L 2sin53°-m B g L 2sin37°=12(m A +m B )v 2v =L2g (sin53°-sin37°)=L 接下来A 触地, B 继续上升一段高度, 由机械能守恒定律得12m v 2=mgh 2, h 2=0.15 m, 故B 上升总高度h =h 1+h 2=L2×sin37°+0.15 m =1.05 m, 故B 正确.4. (2012·陕西渭南象山中学月考)轻质弹簧长为L 竖直固定在地面上, 质量为m 的小球从离地面高度为H 处由静止开始下落, 正好落在弹簧上, 使弹簧的最大压缩量为x .设小球在运动过程中受到的阻力大小为f , 则弹簧被压缩到最短时具有的弹性势能为( ) A. (mg -f )(H -L +x ) B. mg (H -L +x )-F (H -L ) C. mgH -f (H -L ) D. mg (L -x )+f (H -L +x )解析: 选A.由能量守恒定律知, 小球从开始下落到弹簧被压缩到最短的过程中, 重力所做的功等于阻力做功和弹簧最大弹性势能之和, 因此有mg (H -L +x )=W 弹+W f , 而W f =f (H -L +x ), 联立得W 弹=(mg -f )(H -L +x ), 故本题选A. 5. (2012·福州模拟)图5-3-11如图5-3-11所示, 光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相切, 半圆形导轨的半径为R .一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放, 在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧, 当它经过B 点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍, 之后向上运动恰能到达最高点C .(不计空气阻力)试求: (1)物体在A 点时弹簧的弹性势能.(2)物体从B 点运动至C 点的过程中产生的内能. 解析: (1)设物体在B 点的速度为v B , 弹力为N B , 则有N B -mg =m v 2BR又N B =8mg由能量转化与守恒可知:弹性势能E p =12m v 2B =72mgR . (2)设物体在C 点的速度为v C , 由题意可知:mg =m v 2CR物体由B 点运动到C 点的过程中, 由能量守恒得:Q =12m v 2B -⎝⎛⎭⎫12m v 2C +mg ·2R 解得: Q =mgR .答案: (1)72mgR (2)mgR一、选择题1. 用图5-3-12所示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律. 在摆锤从A 位置由静止开始向下摆动到D 位置的过程中( )图5-3-12①重力做正功, 重力势能增加 ②重力的瞬时功率一直增大 ③动能转化为重力势能 ④摆线对摆锤的拉力不做功⑤若忽略阻力, 系统的总机械能为一恒量 A. ①③ B. ②④ C. ②⑤ D. ④⑤解析: 选 D.摆锤向下运动, 重力做正功, 重力势能减小, 故①错误. 由于开始静止, 所以开始重力功率为零, 在D 位置物体v 的方向与重力垂直, P G =G v cos θ, 可知P G =0, 而在从A 位置摆动到D 位置的过程中, 重力功率不为零, 所以所受重力瞬时功率先增大后减小, ②错误. 在向下运动的过程中, 重力势能减小, 动能增加, 故③错误. 摆线拉力与v 方向始终垂直, 不做功, 只有重力做功, 故机械能守恒, 故④⑤正确, 选D. 2. (2012·西安市高三一模)美国的NBA 篮球赛非常精彩, 吸引众多观众, 经常有这样的场面: 在终场前0.1 s 的时候, 运动员把球投出且准确命中, 获得比赛的胜利. 如果运动员投篮过程中对篮球做功为W , 出手高度为h 1, 篮圈距地面高度为h 2, 球的质量为m , 若空气阻力不计, 则篮球出手和进圈时的动能分别为( ) A. W , W +mgh 1-mgh 2B. W +mgh 1, W +mgh 2-mgh 1C. W , mgh 1+mgh 2-WD. W -mgh 1, mgh 2-mgh 1-W解析: 选A.篮球出手瞬间只有运动员对球做功, 由动能定理知, ΔE k =W , 故B 、D 错; 篮球进圈时, 由机械能守恒定律知, ΔE k =W -mg (h 2-h 1), 故A 对, C 错. 3. (原创题)图5-3-13如图所示, 足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转. 现将一个物体轻轻放在传送带底端, 物体第一阶段被加速到与传送带相同的速度, 第二阶段匀速运动到传送带顶端. 则下列说法中正确的是()A. 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量B. 第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功C. 两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量D. 第二个阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量解析: 选BD.由题意知, 物体在第一阶段受到的摩擦力大于其重力沿传送带向下的分力做加速运动, 在第二阶段受到的摩擦力等于其重力沿传送带向下的分力做匀速运动, 且摩擦力和物体的位移的方向都沿传送带向上, 因此两阶段摩擦力都做正功, B对; 由功能关系知, 两个阶段传送带对物体的支持力不做功, 只有摩擦力和重力对物体做功, 因此第一、二阶段摩擦力对物体做的功均等于相应阶段物体机械能的增加量, 故A、C错D对.4.图5-3-14(2012·陕西名校联考)如图5-3-14甲所示, 质量相等的两木块A、B用一轻弹簧栓接, 静置于水平地面上. 现用一竖直向上的力T拉动木块A, 使木块A向上做匀加速直线运动, 如图乙所示. 在木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中, 弹簧始终处于弹性限度内, 下述判断正确的是()A. 力T一直增大B. 弹簧的弹性势能先减小后增大C. 木块A的动能和重力势能之和先增大后减小D. 两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增加解析: 选ABD.对A由牛顿第二定律可知, T+F弹-G A=ma, 在木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中, F弹先向上减小后反向增大, 而其他量保持不变, 故T应一直增大, A对; 在上述过程中, 弹簧先压缩再伸长, 弹簧的弹性势能先减小后增大, B对; 力T对A一直做正功, 故A的动能和重力势能之和即机械能一直增加, C错; 对A、B和轻弹簧组成的系统, 因T始终做正功, 故机械能一直增加, D对.5.图5-3-15如图5-3-15所示, 把小车放在光滑的水平桌面上, 用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂子的小桶相连, 已知小车的质量为M, 小桶与砂子的总质量为m, 把小车从静止状态释放后, 在小桶下落竖直高度h 的过程中, 若需考虑滑轮及空气的阻力, 小车未与滑轮相撞, 下列说法中正确的是( )A. 小车获得的动能为mghB. 小车获得的动能小于Mmgh /(M +m )C. 小桶与砂子的机械能减少Mmgh /(M +m )D. 小车的机械能增加mgh解析: 选B.整体除动能和势能转化外, 还有机械能转化为内能, 所以机械能不守恒, 小桶和砂子的重力势能mgh 转化为整体的动能和内能, 所以小车获得的动能(或机械能增加)小于Mmgh /(M +m ), 选项A 、D 错, B 正确; 小桶的机械能减少量大于小车获得的动能, 选项C 错误.图5-3-166. (2012·珠海市高三摸底考试)如图5-3-16所示, 在半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道的顶端a 点, 质量为 m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑, 经圆弧最低点b 滑上粗糙水平面, 圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接, 物块最终滑至c 点停止. 若物块与水平面间的动摩擦因数为μ, 下列说法正确的是( ) A.物块滑到b 点时的速度为gR B.物块滑到b 点时对b 点的压力是2mgC.c 点与b 点的距离为RμD.整个过程中物块机械能损失了mgR解析: 选CD.从a 点到b 点, 由动能定理得, mgR =m v 2/2, v =2gR , A 错误; 到b 点时, 物体做水平运动, 不需要向心力, 所以此时物体对b 点的压力是mg , B 错误; 从a 点到c 点, 由动能定理可知, mgR =mgμL , 所以L =R /μ, C 正确; 从a 点到c 点, 摩擦力做功的值等于机械能的减小量, 即W =mgμL =mgR , D 正确. 7.图5-3-17如图5-3-17所示, 一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮, 绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m , 静置于地面; b 球质量为3m , 用手托住, 高度为h , 此时轻绳拉紧. 从静止开始释放b 后, a 可能达到的最大高度为( ) A. h B. 1.5h C. 2h D. 2.5h解析: 选B.在b 落地前, a 、b 组成的系统机械能守恒, 且a 、b 两物体速度大小相等, 根据机械能守恒定律可知: 3mgh -mgh =12(m +3m )v 2⇒v =gh , b 球落地时, a 球高度为h , 之后a 球向上做竖直上抛运动, 过程中机械能守恒, 12m v 2=mg Δh ⇒Δh =v 22g =h 2, 所以a 可能达到的最大高度为1.5h , B 项正确.8.图5-3-18(原创题)如图5-3-18是在2011年深圳大运会上, 撑杆跳运动员比赛中的几个画面. 下列说法中正确的是( )A. 运动员过最高点时的速度为零B. 撑杆恢复形变时, 弹性势能完全转化为动能C. 运动员要成功跃过横杆, 其重心必须高于横杆D. 运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功解析: 选D.运动员要过横杆, 必须保证在最高点有水平方向上的速度, 所以选项A 错误; 撑杆恢复形变时, 弹性势能转化为动能和重力势能, 选项B 错误; 运动员跃过横杆可视为一连续质点模型(例如绳子), 而不能看做一个整体, 选项C 错误; 运动员在上升过程中, 杆的形变量先增大后减小, 弹性势能先增大后减小, 所以运动员对杆先做正功后做负功, 选项D 正确. 9.图5-3-19如图5-3-19所示, 一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动. 小环从最高点A 滑到最低点B 的过程中, 其线速度大小的平方v 2随下落高度h 变化的图像可能是图所示四个图中的( )图5-2-20解析: 选AB.如果小环从最高点A 开始滑动时有初速度v 0, 下滑过程中由机械能守恒得: 12m v 20+mgh =12m v 2, 所以v 2=v 20+2gh .A 正确;如果小环在A 点的初速度为0, 同理可得: v 2=2gh , B 正确; C 、D 均错误. 10.图5-3-21(2012·海淀区模拟)滑板是现在非常流行的一种运动, 如图5-3-21所示, 一滑板运动员以7 m/s 的初速度从曲面的A 点下滑, 运动到B 点时速度仍为7 m/s, 若他以6 m/s 的初速度仍由A 点下滑, 则他运动到B 点时的速度( ) A. 大于6 m/s B. 等于6 m/s C. 小于6 m/s D. 条件不足, 无法计算解析: 选A.当初速度为7 m/s 时, 由功能关系知, 运动员克服摩擦力做的功等于减少的重力势能. 运动员做的曲线运动可看成圆周运动, 当初速度变为6 m/s 时, 所需的向心力变小, 因而运动员对轨道的压力变小, 由f =μN 知运动员所受的摩擦力减小, 故从A 到B 过程中克服摩擦力做的功减少, 而重力势能变化量不变, 故运动员在B 点的动能大于他在A 点的动能, A 正确.二、非选择题 11.图5-3-22如图5-3-22所示, AB 为光滑的水平面, BC 是倾角为α的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动). AB 、BC 间用一小段光滑圆弧轨道相连. 一条长为L 的均匀柔软链条开始时静止地放在ABC 面上, 其一端D 至B 的距离为L -a .现自由释放链条, 则: (1)链条下滑过程中, 系统的机械能是否守恒?简述理由; (2)链条的D 端滑到B 点时, 链条的速率为多大?解析: (1)链条机械能守恒, 因为斜面是光滑的, 只有重力做功, 符合机械能守恒的条件.(2)设链条质量为m , 始、末状态的重力势能变化可认为是由L -a 段下降高度h 引起的(如图所示), 即:h =⎝⎛⎭⎫L -a 2+a ·sin α=L +a 2·sin α, 而该部分的质量为: m ′=L -a L m 即重力势能变化量为:ΔE p =m ′gh =L -a L mg ·L +a 2sin α=L 2-a 22Lmg sin α因为软链条的初速度为零, 所以有: ΔE k =12m v 2由机械能守恒定律ΔE p =ΔE k 得: L 2-a 22L mg sin α=12m v 2, 所以v =g L(L 2-a 2)sin α. 答案: 见解析 12.图5-3-23如图5-3-23所示, 一物体质量m =2 kg, 在倾角为θ=37°的斜面上的A 点以初速度v 0=3 m/s 下滑, A 点距弹簧上端B 的距离AB =4 m. 当物体到达B 后将弹簧压缩到C 点, 最大压缩量BC =0.2 m, 然后物体又被弹簧弹上去, 弹到的最高位置为D 点, D 点距A 点AD =3 m. 挡板及弹簧质量不计, g 取10 m/s 2, sin37°=0.6, 求: (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ. (2)弹簧的最大弹性势能E pm .解析: (1)物体从开始位置A 点到最后D 点的过程中, 弹性势能没有发生变化, 动能和重力势能减少, 机械能的减少量为ΔE =ΔE k +ΔE p =12m v 20+mgs AD sin37°①物体克服摩擦力产生的热量为 Q =fx ②其中x 为物体的路程, 即x =5.4 m ③ f =μmg cos37°④由能量守恒定律可得ΔE =Q ⑤ 由①②③④⑤式解得μ=0.52. (2)由A 到C 的过程中, 动能减少ΔE k ′=12m v 20⑥重力势能减少ΔE p ′=mgs AC sin37°⑦ 摩擦生热Q =fs AC =μmg cos37°s AC ⑧由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为 ΔE pm =ΔE k ′+ΔE p ′-Q ⑨联立⑥⑦⑧⑨式解得ΔE pm =24.4 J. 答案: (1)0.52 (2)24.4 J。
第3节实验:研究平抛运动一、实验目的1.通过实验进一步明确平抛物体的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
2.学会利用平抛物体的运动轨迹来计算物体的初速度和寻找抛点。
二、实验构想利用实验室的器材装配如图所示的装置,小钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。
每次都使小钢球在斜槽上同一位置滚下,小钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的,设法用铅笔描出小钢球经过的位置。
通过多次实验,在竖直白纸上记录小钢球所经过的多个位置,连起来就得到小钢球做平抛运动的轨迹。
三、实验器材小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重垂线、铅笔、三角板、刻度尺。
四、实验步骤1.安装斜槽轨道,使其末端保持水平。
2.固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向。
3.以小钢球在斜槽末端时,球心在木板上的水平投影为坐标原点沿重垂线画出y 轴。
4.将小球从斜槽上的适当高度由静止释放,用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。
5.重复步骤4,在坐标纸上记录多个位置。
6.在坐标纸上作出x 轴,用平滑的曲线连接各个记录点,得到平抛运动的轨迹。
五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M 1、M 2、M 3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如A 3点)的坐标(x,y)代入y=ax 2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立y x 2坐标系,根据所测量的各个点的x 坐标值计算出对应的x 2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中,已知g 值,利用公式y=12gt 2和x=v 0t,求出小球做平抛运动的初速度v 0,最后算出v 0的平均值。
第三节无机非金属材料[新教材内容有哪些][新课程标准是什么]新知探究(一) 硅酸盐材料[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.硅酸盐的结构、性质、用途(1)结构:在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧四面体,如图所示,四面体通过顶角的氧彼此相连,每个氧原子为两个四面体所共有。
(2)性质:结构决定性质,硅酸盐的特殊结构决定了多数硅酸盐具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
(3)用途:性质决定用途,硅酸盐的性质决定了硅酸盐作为一类优良的材料得到广泛应用。
作为传统无机非金属材料主角的三大硅酸盐材料:水泥、玻璃、陶瓷。
2.三种常见的硅酸盐材料比较[落实新知能]1.玻璃、水泥、陶瓷等均为混合物。
2.生产水泥与陶瓷的共同原料是黏土,生产水泥与玻璃的共同原料是石灰石。
3.生产玻璃涉及的两个主要化学反应:Na2CO3+SiO2=====高温Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2=====高温CaSiO3+CO2↑。
[演练新学考]1.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。
玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是( )A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐2.含硅物质在生产生活中应用广泛,下列有关硅酸盐材料的叙述不正确的是( )A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B.烧结黏土制陶瓷,不涉及化学反应C.普通水泥的主要成分是硅酸盐D.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英砂新知探究(二) 硅与二氧化硅[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.存在硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。
2.用途(1)硅:其单质的导电性介于导体与绝缘体之间,是应用最为广泛的半导体材料,可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片,以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。
无机非金属材料1.(素养题)多晶硅是单质硅的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅的主要原料。
已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示;下列说法错误的是( )A .Y 可能是H 2B .制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅,在该副反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1C .SiHCl 3中硅元素的化合价为+4价D .Y 与SiHCl 3制备多晶硅的反应属于置换反应2.下列叙述正确的是( )A .SiO 2既能和NaOH 溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以SiO 2属于两性氧化物B .因为Na 2CO 3+SiO 2=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强C .CO 2和SiO 2都能与碳反应,且都作氧化剂D .CO 2和SiO 2都是由分子构成的化合物,所以两者物理性质相似3.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无砂粘土而为之”,“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”,“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。
下列说法错误的是( )A .沙子和粘土主要成分为硅酸盐B .“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化C .烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦D .粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料4.下列有关说法正确的是( )A .碳、硅原子最外电子层均有4个电子,其原子既不易失去也不易得到电子,故二者的单质很难发生化学反应B .硅是一种亲氧元素,在地壳中只有SiO 2一种存在形式C .自然界中,碳元素只有有机物和氧化物两种存在形式D .硅的氧化物和硅酸盐是构成地壳的主要物质5.下列说法正确的是( )A .硅材料广泛应用于光纤通信B .工程师利用盐酸刻蚀石英制作工艺品C .水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D .粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应6.下列说法不正确的是( )A .光导纤维、碳化硅、碳纳米材料等均为新型无机非金属材料B .碳纳米管的比表面积大,有优良的电学性能C .石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨D .光导纤维的通信容量大,导电性强7.能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )A .CO 2溶于水生成碳酸,SiO 2不溶于水,也不能跟水直接反应生成硅酸B .在高温条件下,SiO 2和Na 2CO 3发生反应:SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑C .SiO 2的熔点比CO 2高D .将CO 2通入Na 2SiO 3稀溶液中,生成白色胶状沉淀8.A 、B 、C 、D 、E 代表单质或化合物,它们之间的相互转化关系如下图所示。
课时作业6硝酸、酸雨及其防治1.我国城市环境中的大气污染主要是(B)A.二氧化碳、氯化氢、酸雨B.二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、烟尘C.二氧化氮、一氧化碳、氯气D.二氧化硫、二氧化碳、氮气、粉尘解析:常见的大气污染物是氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳及烟尘。
2.下列污染现象主要与二氧化硫有关的是(A)A.酸雨B.光化学烟雾C.臭氧层空洞D.温室效应解析:光化学烟雾主要是由汽车排出的氮氧化物、碳氢化合物等造成的;臭氧层空洞是由氟氯代烃等的排放引起的;温室效应主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的。
3.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(D) 选项氧化物环境问题主要来源A CO2酸雨化石燃料的燃烧B SO2光化学烟雾汽车尾气的排放C NO2温室效应工厂废气的排放D CO CO中毒燃料的不完全燃烧解析:A项,二氧化碳是造成温室效应的气体,造成酸雨的气体是二氧化硫及氮氧化物,错误;B项,氮的氧化物是造成光化学烟雾的气体,错误;C项,二氧化碳是造成温室效应的气体,错误;D项,CO有毒,主要来自燃料的不完全燃烧,正确。
4.(双选)在碳、氮、硫的氧化物中,很多是工业上重要的化工原料,但是当它们分散到空气中时,会带来很多环境问题。
下列有关这些元素的氧化物的说法,不正确的是(BD)A.开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于削减这些氧化物的产生B.这些氧化物使雨水的pH<7,我们把pH<7的雨水称之为酸雨C.氮与硫的氧化物还能直接危害人的身体健康,引发呼吸道疾病D.“温室效应”与二氧化硫的排放有着直接的关系解析:正常雨水为二氧化碳的饱和溶液,其pH为5.6,pH小于5.6的雨水才为酸雨,“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系。
5.证明浓HNO3的氧化性比浓H2SO4的氧化性强的事实是(D)A.浓硝酸加热能放出氧气B.浓HNO3跟浓盐酸可配制成王水C.HNO3跟金属反应可生成价态不同的氧化物D.浓HNO3跟铜猛烈反应且不需加热解析:A项,浓硝酸加热能放出氧气只说明硝酸不稳定,错误;B项,浓HNO3跟浓盐酸可配制成王水,只说明王水的性质,错误;C项,依据生成产物的价态无法推断氧化性的强弱,错误;D项,浓HNO3跟铜猛烈反应且不需加热,浓硫酸需要加热,能够说明浓HNO3的氧化性比浓H2SO4的氧化性强。
第三节无机非金属材料1.下列关于无机非金属材料的说法中,不正确的是()A.高纯硅可用于制造半导体材料B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面D.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2.下列表述正确的是()①光导纤维做通讯材料有许多优点,但怕腐蚀,铺设也很不方便②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成, 玛瑙的主要成分是硅酸盐③三峡大坝的建设使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料④氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能A.①②③B.②④C.①③⑤D.③④⑤3.下列关于硅元素及其化合物的有关说法不正确的是()A.SiO2是水晶、玛瑙的主要成分,也是制造光导纤维的原料B.SiO2能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应,所以SiO2是两性氧化物C.盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞,而不用玻璃塞D.Si是良好的半导体材料,是将太阳能转换为电能的常用材料4.下列说法正确的是()①合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料②硅酸可制备硅胶,硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂③Mg2+、H+、Si O32-、S O42-在水溶液中能大量共存④向含K+、Na+、Br-、Si O32-的溶液中通入CO2后仍能大量共存⑤SiO2不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器⑥硅酸钠可制备木材防火剂,也可用于制备硅酸胶体⑦Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化A.①⑤⑥B.①②⑥⑦C.②⑥D.③④⑥5.多晶硅是单质硅的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅的主要原料。
已知多晶硅第三代工业制取流程如图5-3-1所示:图5-3-1下列说法错误的是()A.Y可能是H2B.制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅,在该副反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1C.SiHCl3中硅元素的化合价为+4价D.Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应6.从硅的氧化物可以制取硅单质,主要化学反应如下:①粗硅的制取:SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑。
②纯硅的制取:Si(粗)+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl。
下列说法中正确的是()A.步骤①反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1B.步骤②涉及的反应中硅元素均被还原C.灼烧熔融的Na2CO3固体,可用石英坩埚D.Si、SiO2都能与氢氟酸、NaOH溶液反应7.化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应生成Na4SiO4。
下列有关说法正确的是()A.Na4SiO4溶液为电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C.2HCl+Na2SiO3H2SiO3↓+2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅8.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。
下列说法错误的是()A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐D.传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同9.以H2为原料生产纯碱和高纯硅的工艺流程如下:图5-3-2下列说法正确的是()A.流程中未涉及氧化还原反应和置换反应B.步骤②需用到漏斗、烧杯、酒精灯、玻璃棒等C.可用石灰水检验Na2CO3中是否混有NaHCO3D.步骤⑤中除生成SiHCl3外,还可能生成SiCl4等杂质10.气凝胶是一种世界上最轻的固体,也被称为“固态烟”,非常坚固耐用,它可以承受相当于自身重量几千倍的压力,最高能承受1400 ℃的高温,绝热性能十分优越,其主要成分是二氧化硅等。
下列说法正确的是()A.该材料具有良好的导电性B.二氧化硅可用于制作光导纤维C.二氧化硅耐所有的酸和碱D.水泥的主要成分是二氧化硅11.据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分是由碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的。
下列相关叙述不正确的是()A.它耐高温、抗氧化B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆C.它没有固定熔点D.它是一种新型无机非金属材料12.某科研小组用含有少量CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O)进行实验的流程如图5-3-3。
图5-3-3已知:Al2O3与纯碱反应的产物是NaAlO2和CO2。
(1)写出混合物B、滤液C、沉淀D的主要成分:B; C;D。
(2)写出高岭土与纯碱熔融时的两个化学反应方程式:、。
(3)写出生成沉淀D的离子方程式:。
(4)该实验中,熔融高岭土可以选用的坩埚有。
A.玻璃坩埚B.瓷坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚13.氮化硅高温陶瓷材料是现代重要的结构陶瓷,因其具有硬度大、熔点高、化学性质稳定等特点而受到广泛关注。
工业上普遍用图5-3-4所示流程进行生产:图5-3-4(1)SiO2和C反应除了得到粗硅外,还有可能得到一种硬度也很大的物质,是生成粗硅还是生成该物质主要是由决定的。
(2)反应①的条件是。
(3)写出反应②的化学方程式:。
(4)A中可能的杂质有。
(5)现在用四氯化硅、氮气、氢气在稀有气体保护下加强热,得到纯度较高的氮化硅,其反应的化学方程式为。
14.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:①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2;③SiHCl3与过量H2在1000~1100 ℃时反应制得纯硅。
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)①中制取粗硅的化学方程式:。
(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):图5-3-5①装置B中的试剂是浓硫酸。
装置C 中的烧瓶需要加热,其目的是。
②装置D中发生反应的化学方程式:。
③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是(填写字母代号)。
a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液1.D[解析] 光导纤维不具有导电性,D项错误。
2.D[解析] 光导纤维的主要成分是SiO2,SiO2的化学性质稳定,耐腐蚀,①错误;玛瑙的主要成分是SiO2,②错误;水泥是典型的硅酸盐材料,③正确;氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等均为常见新型无机非金属材料,④正确;硅常作为太阳能电池板、电子芯片的原材料,⑤正确。
3.B[解析] 水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分为二氧化硅,A项正确;二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅和水,四氟化硅不是盐,二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成盐和水,因此二氧化硅属于酸性氧化物,B项错误;玻璃塞的主要成分为硅酸钠、二氧化硅等,盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,是因为二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,硅酸钠具有黏性,C项正确;硅是良好的半导体材料,可用于制造太阳能电池,D项正确。
4.C[解析] 合成纤维是有机高分子材料,①错误;硅胶具有较强吸水性,且无毒,可作干燥剂,②正确;H+和Si O32-生成H2SiO3胶体,不能大量共存,③错误;含K+、Na+、Br-、Si O32-的溶液中通入CO2,生成H2SiO3胶体,④错误;SiO2可与氢氟酸反应,⑤错误;SiO2→H2SiO3不能一步实现,⑦错误。
5.B[解析] Y能够还原SiHCl3为硅单质,则Y可能是H2,A正确;制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成SiC:3C+SiO2SiC+2CO↑,在该反应中碳既是氧化剂,又是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B错误;SiHCl3中H元素显-1价,Cl元素显-1价,则Si 的化合价为+4,C正确;H2与SiHCl3制备多晶硅的反应:SiHCl3+H2Si+3HCl,属于置换反应,D正确。
6.D[解析] 步骤①反应中,SiO2是氧化剂,C是还原剂,二者的物质的量之比为1∶2,A错误;步骤②涉及两个反应,前者Si元素被氧化,后者Si元素被还原,B错误;石英坩埚中含有SiO2,高温熔融Na2CO3固体时二者反应生成Na2SiO3,C错误;硅、二氧化硅都能与氢氟酸反应生成SiF4气体,都能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,D正确。
7.D[解析] Na4SiO4溶液是混合物,不是电解质,A错误;石英玻璃的主要成分是二氧化硅,所以石英玻璃不属于硅酸盐产品,普通玻璃、陶瓷、水泥的主要成分都是硅酸盐,这三种物质属于传统硅酸盐产品,B错误;该反应说明HCl的酸性大于H2SiO3,但HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,所以该反应不能说明Cl的非金属性强于Si,C错误;沙子的主要成分是二氧化硅,硅芯片的主要成分是硅,二氧化硅被焦炭还原生成粗硅,粗硅再提纯得到纯硅,所以半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅,D正确。
8.A[解析] 氧化铁为红色,瓷器青色不是氧化铁形成的,A项错误。
黏土具有良好的可塑性,可用于烧制陶制品,B项正确。
陶瓷属于硅酸盐产品,C项正确。
新型陶瓷在组成上不再限于硅酸盐,在光学、热学、磁学等方面具有新的特性和功能,D项正确。
9.D[解析] 反应①④⑤⑥均为氧化还原反应,反应⑥是置换反应,A错误;步骤②饱和食盐水中通入NH3,后通入CO2,析出NaHCO3晶体,经过滤得到NaHCO3晶体,需要漏斗、烧杯、玻璃棒等,不需要酒精灯,B错误;Na2CO3、NaHCO3溶液均能与石灰水反应产生CaCO3沉淀,不能用于二者的鉴别,可选用CaCl2或BaCl2溶液进行鉴别,C错误;步骤⑤中粗硅与HCl在高温下反应制取SiHCl3,还可能生成SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等杂质,D正确。
10.B[解析] 气凝胶的主要成分是二氧化硅,二氧化硅不导电,A错误;二氧化硅可用于制作光导纤维,B正确;二氧化硅可溶于强碱和氢氟酸,C错误;水泥的主要成分是硅酸盐,D错误。
11.B[解析] 航空材料的特点是质轻、高强度、耐高温、抗氧化等,故B错,A正确;复合材料属于混合物,没有固定的熔点,碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料,C、D正确。
12.(1)NaCl、AlCl3和H2SiO3NaCl、AlCl3H2SiO3(2)Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(3)Si O32-+2H+H2SiO3↓(4)D13.(1)C的用量(2)高温和隔绝空气(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(4)NH3和H2O(5)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl[解析] (1)SiO2与C在高温下反应,会因C的用量不同而使产物不同:SiO2+2C Si+2CO↑或SiO2+3C SiC+2CO↑。