2022年高二化学智能优化训练专题4第2单元材料组成的优化(苏教版选修2).docx

1．以下说法正确的选项是(　　)
A．纳米材料是指一种称为“纳米〞的新物质制成的材料
B．绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C．生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气
D．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
答案：D
2．(2022年北师附中高二检测)以下有关物质组成、性质和用途的说法中，正确的选项是(　　)
A．合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的高
B．氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷等属于新型无机非金属材料
C．水泥、玻璃和水晶都是硅酸盐产品
D．光导纤维的主要成分是硅，可广泛用于通信和医疗领域
答案：B
3．(2022年湛江高二检测)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3000年以前，就已经使用玻璃了。〞以下有关玻璃的说法不正确的选项是(　　)
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
答案：B
4．随着高科技的开展，新型产品不断涌现，在2022年两会初次亮相的用碳酸钙制取的“石头纸〞就是其中之一。以下关于“石头纸〞的表达中正确的选项是(　　)
①它不溶于水、可反复使用②原材料为矿物质，密度大于普通纸③该产品原料为植物纤维，密度比普通纸小
④生产工艺不使用强酸、强碱⑤该产品韧性大、防潮、可降解，是良好的环保产品
A．①②③④⑤B．①②④⑤
C．③④⑤D．①③④⑤
解析：选B。“石头纸〞的成分是碳酸钙，形状改变，物理性质可能会改变，但化学性质不变。
5．如下列图是电子工业中某原料的生产流程。其中反响②③你可能不熟悉，其目的是为了提纯B；物质A～H均由短周期元素构成；G是五原子分子；A～D均是单质且元素原子的最外层电子数目的关系为C>A＝B>D；H极易溶于水，且其水溶液是一种强酸。
请答复以下问题：
(1)H的电子式________；G的化学式为________。
(2)③所属的反响类型是_
(3)反响①的化学方程式为_________________________________________________。
(4)F在工业上有多种用途，写出其中一种用途的化学方程式：________________________________________________________________________。
解析：A、B、C、D、E分别为C、Si、Cl2、H2、SiO2。图示为工业上生产粗硅和粗硅提纯的生产流程。
答案：(1)HSiCl4
(2)置换反响
(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(4)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2(合理即可)
1．石灰石是许多工业的原料之一，但生产以下物质时不需要石灰石的是(　　)
A．硅酸B．水泥
C．玻璃D．生石灰
解析：选A。由几种工业生产的根底知识可知，水泥、玻璃、生石灰的生产均需石灰石。
2．可以用作贮氢材料的是(　　)
A．黄铜合金B．Al­Ti合金
C．焊锡D．镧镍合金
答案：D
3．以下说法中正确的选项是(　　)
A．我国从唐代时期就能生产陶瓷
B．用来做化学实验的坩埚、蒸发皿是陶瓷制品
C．水泥、陶瓷的生产过程都需要混合、成型、枯燥、冷却
D．敲打一块石英之后，使之失去天然面而变成没有规那么的几何外形，它不是晶体
解析：选B。A项，在新石器时代就能制造陶器，唐朝到达鼎盛；C项水泥生产只需原料研磨、煅烧；D项它仍为晶体，因为是外力作用，失去规那么的几何外形。
4．(2022年无锡调研)我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面用一种耐高温且不易传热的材料来制造，这种材料是(　　)
A．氧化铝陶瓷B．氮化硅陶瓷
C．光导纤维D．玻璃钢
解析：选B。Si3N4陶瓷强度大、硬度高、耐磨、不与除氢氟酸外的酸反响。
5．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的选项是(　　)
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构陶瓷，具有超硬性，它不与任何无机酸反响
C．制造光导纤维主要原料是玻璃
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
解析：选D。A项其硬度大于金属材料，B项能与氢氟酸反响，C项主要原料为SiO2。
6．(2022年台州高二检测)“钴酞菁〞分子(直径约为1.34×10－9m)结构和性质与人体内的血红素及植物内的叶绿素非常相似。以下关于“钴酞菁〞分子的说法中正确的选项是(　　)
A．“钴酞菁〞分子在水中所形成的分散系属悬浊液
B．“钴酞菁〞分子既能透过滤纸，也能透过半透膜
C．在分散系中，“钴酞菁〞分子直径比Na＋的直径小
D．“钴酞菁〞分子在水中形成的分散系能产生丁达尔效应
解析：选D。微粒直径在1～100nm之间，故在水中形成的分散系为胶体，不能透过半透膜，直径比溶液中Na＋的大。
7．(2022年浙江师大附中高二调研)以下说法正确的选项是(　　)
A．工业制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石
B．刚玉、红宝石、蓝宝石主要成分是氧化铝
C．石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2
D．二氧化硅是酸性氧化物，能抗浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，故能抗氢卤酸(HX)的腐蚀
答案：B
8．硅被誉为无机非金属材料的主角。以下物品用到硅单质的是(　　)
A．陶瓷餐具B．石英钟表
C．计算机芯片D．光导纤维
解析：选C。单晶硅广泛应用于信息产业，A主要原料为黏土，B、D主要原料为SiO2。
9．以下说法正确的选项是(　　)
A．工业用SiO2与焦炭制取单质硅过程中，生成的气体产物是CO
B．硫在空气中燃烧的产物是SO2，在纯洁氧气中燃烧的产物是SO3
C．钠在敞口容器中长期存放和在空气中燃烧的产物都是Na2O2
D．铁在过量氯气中燃烧的产物是FeCl3，在少量氯气中燃烧的产物是FeCl2
解析：选A。B项，SSO2SO3。
D项，FeFeCl3，只有在溶液中Fe才与FeCl3反响，生成FeCl2，在此反响Cl2量缺乏情况下，生成的FeCl3不会与过量的Fe反响生成FeCl2。
10．高岭土可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的值分别是(　　)
A．7、2B．5、4
C．6、3D．3、6
解析：选B。由化合价代数和为零的规那么得方程：2×(＋3)＋2×(＋4)＋x·(－2)＋y·(－1)＝0，得2x＋y＝14，再将各选项中x、y值代入验证即可，只有B符合。
11．“9·11〞，美国世贸大厦轰然倒下，在清理废渣中，人们发现有很多石棉。石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火、耐酸碱腐蚀，而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒，能使人患肺癌。
(1)有一种石棉叫做矿青石棉，其化学式为Na2Fe5Si8H2O24。写成氧化物形式的化学式为
__________________________________________
(2)三硅酸镁是一种胃病患者常用的抑酸剂，试写出三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学反响方程式：
________________________________________________________________________。
(3)生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox，x是__________，以氧化物形式表示为________________________________________________________________________。
解析：硅酸盐的组成比较复杂改写成氧化物的形式时，注意氧化物的化合价以及氧原子守恒。(1)铁元素有变价，所以首先根据电荷守恒求出铁元素化合价，Fe2＋∶Fe3＋＝3∶2。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)可以写成2MgO·3SiO2·nH2O，氧化物中只有MgO能与盐酸反响，其余局部不变。(3)正长石KAlSi3Ox中x值可以用“正负化合价代数和为0〞进行计算，2x＝1＋3＋3×4＝16，x＝8。
答案：(1)Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
(2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===2MgCl2＋3SiO2＋(n＋2)H2O
(3)82KAlSi3O8―→K2O·Al2O3·6SiO2
12．(2022年扬州高二检测)我们知道自然界中的蜘蛛丝和细菌纤维素纤维是典型的纳米纤维。较细的蜘蛛丝直径还缺乏100纳米，是真正的天然纳米纤维。美国与加拿大的科学家合作，采用蜘蛛基因，利用仿生技术，成功地仿制出人造蜘蛛丝，其强韧性能优于钢材。
(1)纳米纺织材料凭借其内部所特有的小尺寸效应、外表效应等日益受到广阔消费者的喜爱。纳米材料的粒子直径在1～100nm之间。从分散系的角度看应该属于______。
(2)纳米是长度单位，物质的颗粒到达纳米级时，具有不同的性质，如果单质铜制成“纳米铜〞时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，以下对“纳米铜〞的说法正确的选项是________(填字母代号)。
A．“纳米铜〞与铜片复原性相同
B．“纳米铜〞比铜片更易失电子
C．“纳米铜〞比铜片的氧化性强
(3)钢铁在人们生活中应用非常广泛，但是钢铁因腐蚀造成的损失全球每年高达7000亿美元，目前钢铁被腐蚀的主要形式是吸氧腐蚀，其正极发生________反响，负极发生的电极反响式为______________________________。为了减少这种腐蚀，生产、生活中常见的有哪些防腐措施：___________________________________________________________________
(至少填两种措施)。
解析：(2)因纳米铜具有强的化学活性，故更易失电子。
(3)钢铁腐蚀，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，
负极：2Fe－4e－===2Fe2＋。
答案：(1)胶体　(2)B　(3)复原Fe－2e－===Fe2＋改变金属内部结构、外表涂防护层(或利用原电池原理防腐)
13．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速开展离不开材料科学的推动。信息产业的核心材料是高纯度的硅，单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法有：
方法一：三氯甲硅烷(SiHCl3)复原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

方法二：用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。
根据上述信息答复以下问题：
(1)从方法一生产单晶硅的过程看，由焦炭复原得到的硅为何还要进一步处理
(2)写出方法二中生产高纯硅的两个化学反响方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(3)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式
________________________________________________________________________。
(4)在方法一中，整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反响生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反响方程式
________________________________________________________________________；
H2复原SiHCl3过程中假设混入O2，可能引起的后果是
_______________________________________________
(5)比较方法一和方法二，分析一下各自的优缺点
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)以下有关硅材料的说法正确的选项是________(填字母)。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英沙制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反响，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
解析：(1)C复原SiO2得到的单质硅是粗硅，杂质的含量高，需要进一步的提纯处理；(2)Mg2Si与盐酸作用生成硅烷，同时生成MgCl2；(3)注意副产物为HCl；(4)SiHCl3遇水剧烈反响生成H2SiO3、HCl和另一种物质H2，配平的化学反响方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl；H2复原SiHCl3过程中假设混入O2，可能引起的后果是：高温下，H2遇O2发生爆炸，Si被氧化成SiO2；(6)SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，A、B正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以石英沙(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱(Na2CO3)为主要原料制成的。Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，D正确。常温下，Si只能与惟一一种酸HF反响，不与HCl反响，E错。
答案：(1)由C复原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用HCl(或Cl2)处理得到低沸点SiHCl3(或SiCl4)，便于蒸发提纯，然后再复原得高纯硅。
(2)①Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑
②SiH4Si＋2H2
(3)SiHCl3＋H2Si＋3HCl
(4)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑Si被氧化成SiO2而得不到Si单质，H2和O2混合高温条件下发生爆炸

(6)ABCD