2-1无机非金属材料 同步练习 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

无机非金属材料同步作业 一、选择题（每题 2 分，共 20 分） 1. 下列材料中，不属于无机非金属材料的是（ ） A. 陶瓷碗 B. 玻璃水杯 C. 铝合金门窗 D. 水泥楼板 1. 传统无机非金属材料的主要成分大多是（ ） A. 金属氧化物 B. 硅酸盐 C. 碳酸盐 D. 硫酸盐 1. 制备普通玻璃的主要原料不包括（ ） A. 纯碱（Na₂CO₃） B. 石灰石（CaCO₃） C. 石英砂（SiO₂） D. 黏土 1. 陶瓷的传统制备原料是（ ） A. 石灰石 B. 黏土 C. 石英砂 D. 纯碱 1. 下列关于水泥的说法，错误的是（ ） A. 水泥是重要的建筑材料 B. 水泥的主要成分是硅酸盐 C. 水泥硬化过程中需要吸收水分 D. 水泥可直接用于砌筑墙体（无需掺合其他物质） 1. 光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分是（ ） A. 硅（Si） B. 二氧化硅（SiO₂） C. 碳化硅（SiC） D. 氮化硅（Si₃N₄） 1. 下列新型无机非金属材料中，可用于制造耐高温轴承、火箭发动机部件的是（ ） A. 光导纤维 B. 高温结构陶瓷（如 Si₃N₄陶瓷） C. 普通玻璃 D. 水泥 1. 普通玻璃加热到一定温度会软化，冷却后又硬化，这种性质称为（ ） A. 热固性 B. 热塑性 C. 导电性 D. 延展性 1. 下列反应中，不属于制备普通玻璃的反应是（ ） A. Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂↑ B. CaCO₃ + SiO₂ =CaSiO₃ + CO₂↑ C. SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O D. 无（上述反应均为制备相关反应） 1. 下列关于无机非金属材料性能的说法，错误的是（ ） A. 大多数无机非金属材料硬度大 B. 大多数无机非金属材料耐高温 C. 大多数无机非金属材料导电性好 D. 大多数无机非金属材料耐腐蚀 二、填空题（每空 2 分，共 40 分） 1. 无机非金属材料是除______和______以外的其他无机材料，根据发展阶段可分为______和______两大类。 1. 传统无机非金属材料以______为核心，常见的有______、和，它们被广泛应用于建筑、日用品等领域。 1. 制备普通玻璃时，纯碱、石灰石与石英砂在高温下反应，生成的主要产物是______、______和过量的 SiO₂，这些成分熔融后冷却形成玻璃；普通玻璃的组成可表示为______（用氧化物形式表示）。 1. 水泥的主要原料是______和______，辅料是石膏（作用是______）；水泥加水拌和后形成的浆体，经______和______过程逐渐硬化，形成坚硬的固体。 1. 新型无机非金属材料具有______、______、______等优异性能（任写 3 种），如光导纤维用于______领域，高温结构陶瓷用于______领域。 1. 碳化硅（SiC）陶瓷是新型无机非金属材料，其硬度大、耐高温，可用于制造切削工具；SiC 中硅元素的化合价为______，碳元素的化合价为______，SiC 属于______（填 “氧化物”“盐” 或 “共价化合物”）。 三、简答题（每题 10 分，共 40 分） 1. 请简述传统无机非金属材料（如陶瓷、玻璃、水泥）的共同特点（至少写出 3 点）。 1. 制备普通玻璃时，若使用过量的石英砂，会对玻璃的性能产生什么影响？请结合玻璃的组成和制备反应说明。 1. 某建筑工程需要选择一种材料用于搭建临时承重支架，现有普通水泥、陶瓷、高温结构陶瓷三种材料可供选择。请分析哪种材料最合适，并说明理由。 1. 为什么光导纤维能实现光信号的远距离传输？请结合其主要成分的性质和结构特点说明。 参考答案 一、选择题 1. C（解析：铝合金属于金属材料，陶瓷、玻璃、水泥均为无机非金属材料） 1. B（解析：传统无机非金属材料（陶瓷、玻璃、水泥）的主要成分均为硅酸盐） 1. D（解析：制备普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英砂；黏土是制备陶瓷和水泥的原料） 1. B（解析：陶瓷的传统原料是黏土，经成型、烧结而成） 1. D（解析：水泥需与沙子、石子等按比例混合（制成混凝土）后才能用于砌筑墙体或承重，直接使用强度不足） 1. B（解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅（SiO₂），具有良好的光学传导性能） 1. B（解析：高温结构陶瓷耐高温、强度高，适合制造耐高温部件；光导纤维用于通信，普通玻璃和水泥耐高温性能差） 1. B（解析：热塑性指材料加热软化、冷却硬化的性质，玻璃具有热塑性；热固性指加热后固化成型，不可再软化） 1. C（解析：A、B 是制备玻璃的核心反应；C 是 SiO₂与 NaOH 的反应，与玻璃制备无关） 1. C（解析：大多数无机非金属材料（如玻璃、陶瓷、水泥）导电性差，属于绝缘体；金属材料导电性好） 二、填空题 1. 金属材料；有机高分子材料；传统无机非金属材料；新型无机非金属材料 1. 硅酸盐；陶瓷；玻璃；水泥 1. 硅酸钠（Na₂SiO₃）；硅酸钙（CaSiO₃）；Na₂O・CaO・6SiO₂（或其他合理的氧化物组成形式） 1. 石灰石；黏土；调节水泥的硬化速率（或延缓硬化，便于施工）；凝结；硬化 1. 耐高温；高强度；耐腐蚀（或透光性好、导电性特殊等）；通信（或光纤通信）；航空航天（或高温设备）（合理即可） 1. +4；-4；共价化合物（解析：SiC 中 Si 为 + 4 价，C 为 - 4 价，由非金属元素组成，通过共价键结合，属于共价化合物，不含氧元素，不是氧化物或盐） 三、简答题 1. ①主要成分均为硅酸盐；②均需经过高温处理（陶瓷烧结、玻璃熔融、水泥煅烧）；③硬度大、耐高温（相对金属材料）；④导电性差（均为绝缘体或半导体）；⑤耐腐蚀（不易被酸碱腐蚀，除氢氟酸等特殊酸）。（任写 3 点，合理即可） 1. 若石英砂过量，会导致玻璃中 SiO₂含量升高，使玻璃的硬度增大、熔点升高，但同时会降低玻璃的韧性和透明度。理由：①制备玻璃的核心反应是 Na₂CO₃、CaCO₃与 SiO₂反应生成 Na₂SiO₃、CaSiO₃（降低熔点，使玻璃易熔融）；②过量 SiO₂不参与反应，残留于玻璃中，SiO₂本身硬度大、熔点高，会增强玻璃的硬度和耐高温性，但过量会使玻璃结构中刚性成分增加，韧性下降，且可能因 SiO₂颗粒未完全熔融导致透明度降低。 1. 选择普通水泥最合适。理由：①普通水泥加水拌和后可与沙子、石子混合制成混凝土，混凝土强度高、成本低，适合搭建临时承重支架；②陶瓷质地脆、抗冲击性差，无法承受支架的承重和外力冲击；③高温结构陶瓷虽然强度高、耐高温，但成本过高，用于临时支架性价比低，且施工难度大（需特殊加工），不符合临时工程的需求。 1. 光导纤维能传输光信号，主要依赖其主要成分 SiO₂的光学性质和纤维结构：①SiO₂具有良好的透光性，对光的吸收和散射作用弱，能减少光信号在传输过程中的损耗；②光导纤维为细长圆柱形结构，光信号进入纤维后，会在纤维内壁发生全反射（因纤维芯层折射率高于外层涂层），使光信号沿纤维轴线方向远距离传输，不易偏离或散失，从而实现光信号的高效、远距离传输。 学科网（北京）股份有限公司 $