2-1 无机非金属材料 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

专题二 化学与材料 第一节 无机非金属材料 同步作业 一、选择题（每题4分，共60分） 1. 下列材料中，属于无机非金属材料的是（　　） A. 塑料 B. 铝合金 C. 陶瓷 D. 玻璃钢 2. 普通玻璃的主要成分是（　　） A. SiO₂ B. Na₂SiO₃、CaSiO₃和SiO₂ C. Na₂CO₃和SiO₂ D. CaCO₃和SiO₂ 3. 制造普通玻璃的主要原料是（　　） A. 纯碱、石灰石和石英砂 B. 纯碱、石灰石和黏土 C. 石英砂、黏土和长石 D. 纯碱、石英砂和氧化铝 4. 水泥的主要成分中，属于硅酸盐的是（　　） A. CaO B. SiO₂ C. 3CaO·SiO₂ D. CaCO₃ 5. 关于陶瓷的叙述，正确的是（　　） A. 陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料 B. 陶瓷的主要成分是SiO₂ C. 陶瓷的烧制温度越低，质量越好 D. 所有陶瓷都不导电，属于绝缘体 6. 下列关于玻璃的说法，错误的是（　　） A. 普通玻璃是混合物，没有固定的熔点 B. 玻璃在加热时逐渐软化，属于晶体 C. 石英玻璃的化学成分是SiO₂，膨胀系数小 D. 钢化玻璃机械强度高，不易破碎 7. 制造水泥的主要原料是（　　） A. 纯碱、石灰石和石英砂 B. 黏土和石灰石 C. 石英砂和长石 D. 纯碱和石灰石 8. 下列关于新型无机非金属材料的说法，正确的是（　　） A. 新型无机非金属材料都具有半导体性质 B. 高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 C. 光导纤维的主要成分是SiO₂ D. 生物陶瓷属于金属材料 9. 光导纤维传导光信号的原理是（　　） A. 光的折射 B. 光的全反射 C. 光的散射 D. 光的干涉 10. 下列材料中，属于高温结构陶瓷的是（　　） A. 普通玻璃 B. 氧化铝陶瓷 C. 水泥 D. 砖瓦 11. 关于水泥的叙述，错误的是（　　） A. 水泥是一种水硬性胶凝材料 B. 水泥遇水后发生复杂的物理化学变化而硬化 C. 水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物 D. 水泥的硬化过程是物理变化，没有新物质生成 12. 下列关于硅酸盐工业的说法，正确的是（　　） A. 制玻璃和制水泥的原料中都含有石灰石 B. 制玻璃和制水泥都需要在高温条件下进行 C. 制玻璃和制水泥的反应都是分解反应 D. 玻璃和水泥都是纯净物 13. 新型陶瓷氮化硅（Si₃N₄）具有耐高温、耐磨、抗腐蚀等优良性能，其属于（　　） A. 金属材料 B. 有机高分子材料 C. 新型无机非金属材料 D. 复合材料 14. 下列关于光导纤维的说法，错误的是（　　） A. 光导纤维的主要成分是二氧化硅 B. 光导纤维抗干扰性能好，通信质量高 C. 光导纤维质脆，不能弯曲 D. 光导纤维传输信息的容量大 15. 下列关于无机非金属材料在加工制造业中应用的说法，正确的是（　　） A. 普通玻璃可用于制造汽车挡风玻璃 B. 水泥可用于制造机床床身 C. 陶瓷可用于制造切削刀具 D. 光导纤维可用于制造集成电路 二、填空题（每空3分，共30分） 1. 传统无机非金属材料主要包括________、________和________三大类，它们的主要成分都是________。 2. 制造普通玻璃的主要原料是________（写化学式）、________（写化学式）和________（写化学式）。主要反应方程式为：________________________、________________________。 3. 水泥的主要原料是________和________。普通硅酸盐水泥的主要成分有硅酸三钙（3CaO·SiO₂）、硅酸二钙（________）和铝酸三钙（________）等。 4. 新型无机非金属材料主要包括________陶瓷、________陶瓷、________陶瓷和________材料等。 5. 光导纤维简称________，其主要成分是________。光导纤维作为通信材料，具有________、________等优点（任写两点）。 三、判断题（每题2分，共10分） 1. （　　）普通玻璃、陶瓷和水泥都属于硅酸盐材料，都是混合物。 2. （　　）石英玻璃和普通玻璃的化学成分相同，都是Na₂SiO₃、CaSiO₃和SiO₂。 3. （　　）水泥的硬化过程中既有物理变化，也有化学变化。 4. （　　）高温结构陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐磨等优良性能，可用于制造发动机部件。 5. （　　）光导纤维传输的是电信号，具有抗电磁干扰的能力。 四、简答题（每题6分，共18分） 1. 请简述制造普通玻璃的主要原料、主要反应原理，并说明为什么普通玻璃没有固定的熔点。 2. 请比较传统无机非金属材料（玻璃、陶瓷、水泥）与新型无机非金属材料在性能和用途上的主要区别。 3. 为什么在制造玻璃的过程中，要加入少量的澄清剂（如Na₂SO₄）？在原料配比中，如果Na₂CO₃过量，会对玻璃的性质产生什么影响？ 五、综合运用题（12分） 某无机非金属材料生产企业计划开发新产品，请根据所学知识回答下列问题： （1）该企业计划生产一种用于制造耐高温坩埚的材料，应选择________（填普通陶瓷或氧化铝陶瓷），理由是________________________。（3分） （2）若生产光导纤维，其主要成分是________，生产过程中需要用到高纯度的________（填原料名称）。光导纤维在通信领域相比传统铜导线的主要优势是________________________（任写一点）。（3分） （3）该企业的水泥生产线以石灰石和黏土为主要原料，经过研磨、混合后在________（填设备名称）中高温煅烧，得到水泥熟料，再加入适量________（填物质名称）研磨成普通硅酸盐水泥。水泥熟料的主要成分3CaO·SiO₂与水反应生成Ca(OH)₂和H₂SiO₃的化学方程式为________________________。（4分） （4）在玻璃生产过程中，若原料中含有Fe₂O₃杂质，会导致玻璃呈现________色。为消除该颜色，可以加入少量的________（填物质名称）进行脱色。（2分） 参考答案 一、选择题 1-5：CBACA 6-10：BBCBB 11-15：DACCC 二、填空题 1. 玻璃；陶瓷；水泥；硅酸盐 1. Na₂CO₃；CaCO₃；SiO₂；Na₂CO₃ + SiO₂ Na₂SiO₃ + CO₂↑；CaCO₃ + SiO₂ CaSiO₃ + CO₂↑ 1. 石灰石；黏土；2CaO·SiO₂；3CaO·Al₂O₃ 1. 高温结构；光学；生物；纳米（或超导等） 1. 光纤；SiO₂（或二氧化硅）；传输容量大；抗干扰性能好（或信号衰减小、保密性好、重量轻等） 三、判断题 1. √ 2. × 3. √ 4. √ 5. × 四、简答题 1. 主要原料：纯碱（Na₂CO₃）、石灰石（CaCO₃）和石英砂（SiO₂）。 主要反应原理：Na₂CO₃ + SiO₂ Na₂SiO₃ + CO₂↑；CaCO₃ + SiO₂ CaSiO₃ + CO₂↑。 普通玻璃没有固定熔点的原因：普通玻璃是Na₂SiO₃、CaSiO₃和SiO₂等组成的混合物，不是晶体，没有固定的组成，因此没有固定的熔点，加热时逐渐软化。 1. 传统无机非金属材料：以硅酸盐为主要成分，如玻璃、陶瓷、水泥等；性能上耐高温、硬度高、耐腐蚀，但脆性大；主要用于建筑、日用、装饰等领域。 新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷（Si₃N₄、Al₂O₃等）、光导纤维、生物陶瓷等；具有特殊的光学、电学、热学或生物性能；主要用于电子、通信、航空航天、生物医学等高科技领域。 1. 加入澄清剂的原因：原料中的杂质和反应产生的气体可能在玻璃中形成气泡，澄清剂在高温下分解产生气体，搅拌熔融玻璃，帮助气泡逸出，使玻璃澄清。 Na₂CO₃过量的影响：会导致玻璃中碱性增强，玻璃的化学稳定性下降，容易被酸腐蚀；同时可能降低玻璃的熔点和硬度。 五、综合运用题 （1）氧化铝陶瓷；氧化铝陶瓷（Al₂O₃）熔点高（约2050℃），耐高温性能好，而普通陶瓷耐高温性能相对较差 （2）SiO₂（或二氧化硅）；石英砂（或四氯化硅等）；传输容量大（或抗干扰能力强、信号衰减小、保密性好、重量轻等） （3）回转窑；石膏（或CaSO₄·2H₂O）；3CaO·SiO₂ + 3H₂O ═ 3Ca(OH)₂ + H₂SiO₃（或3CaO·SiO₂ + 6H₂O ═ 3Ca(OH)₂ + H₄SiO₄） （4）淡绿（或绿）；二氧化锰（或MnO₂、硒粉等氧化剂） 学科网（北京）股份有限公司 $