胡波化學競賽題庫-無機材料

1、中學化學競賽試題資源庫無機材料A組 B光纖通信70年代后期發(fā)展起來的一種新型通信技術(shù)，目前長距離光纖通信系統(tǒng)已投入使用，光纖通信的光學纖維是由下列哪種物質(zhì)經(jīng)特殊工藝制成的A 碳 B 石英 C 鍺 D 硅 C用適量的原料經(jīng)玻璃熔爐反應后制取的普通玻璃中，含鈉9.6%，含鈣8.4%，含硅35.1%。習慣上可用下列哪個化學式來表示該玻璃的組成A Na2O·CaO·SiO2 B 2Na·CaO·6SiO2C Na2O·CaO·6SiO2 D Na2O·CaO·5SiO2 D下列物質(zhì)：水泥 玻璃 陶瓷 水晶，其中屬于硅酸鹽工

2、業(yè)產(chǎn)品的是A 只有 B 只有 C 全部 D 只有 B與鋼化玻璃成分相同的是A 有色玻璃 B 普通玻璃 C 石英玻璃 D 光學玻璃 D普通玻璃是電的絕緣體，這種透明的固體物質(zhì)是A 離子晶體 B 分子晶體 C 原子晶體 D 玻璃體物質(zhì) B水泥的主要成分中，不含下列哪種物質(zhì)A 2CaO·SiO2 B 2CaO·Al2O3 C 3CaO·SiO2 D 3CaO·Al2O3 C將固體燒堿熔化，應選擇的坩堝是A 石英坩堝 B 瓷坩堝 C 鐵坩堝 D 玻璃坩堝 C制紅色玻璃時，應在原料中加入A Co2O3 B PbO C Cu2O D 硼砂 A、B主要成分含有硅酸鹽的

3、物質(zhì)是A 鋼化玻璃 B 水玻璃 C 玻璃鋼 D 玻璃紙 B下列物質(zhì)中主要成分是二氧化硅晶體的是A 紅寶石 B 水晶 C 剛玉 D 天然鉆石 C光纖通信是以光作為信息的載體，讓光在光導纖維中傳播，制造光導纖維的基本原料是A 鋼 B 銅 C 石英砂 D 鋁 B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 玻璃鋼 B氮化硅陶瓷是一種超硬耐磨物質(zhì)，可用于制造高性能柴油發(fā)動機部件，它屬于A 金屬材料 B 無機非金屬材料 C 復合材料 D 功能高分子材料 D以下說法正確的是A

4、 納米材料是指一種稱為“納米”的新物質(zhì)制成的材料B 綠色食品是指不含任何化學物質(zhì)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 B過量的泥沙、純堿和生石灰熔化后，生成下列物質(zhì)中的水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一種硅酸鹽產(chǎn)品A 和 B 和 C D A陶瓷表面有一層絢麗多彩的釉，加工方法是在普通釉中加入一些金屬元素，控制燒制時空氣的用量（即氧用量）即可得到不同的顏色。若空氣不足，鐵、銅、錳元素形成的化合物呈現(xiàn)的顏色分別是A 藍或綠、紅、黑褐 B 紅或黃、藍、紫褐C 藍或綠、藍、黑褐 D 紅或黃、紅、紫褐 （1）D （2）B （3）C （4）A在制造玻璃的

5、原料中，再加入下列物質(zhì)后，可制得各種不同用途的玻璃。A 氧化亞銅（Cu2O）； B 氧化鈷（Co2O3）；C 氧化鉛（PbO）； D 硼砂（Naa2B4O7·10H2O）（1）制造化學儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是 ；（2）制造藍色玻璃需加入的物質(zhì)是 ；（3）制造光學儀器的玻璃需加人的是 ；（4）制造紅色玻璃需加入的物質(zhì)是 。 Si 光導纖維 SiO2 SiO22OHSiO32H2O2002年9月26日，中國北京曙光公司研制出了第款具有我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能CPU芯片“龍芯”1號。（1）“龍芯”（芯片）的主要化學成分是 ；（2）在計算機長距離聯(lián)網(wǎng)使用的傳輸很快的線路，其使用的材料叫

6、，主要化學成分是 。（3）如果這種埋在地下的材料裸露在堿性土壤中，結(jié)果會斷路，用離子方程式說明原因 。 2 2BeO·FeO·Y2O3·2SiO2釔（Y）是激光材料和超導材料中的重要元素。某把礦石的成分是YxFeBe2Si2O10，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 。 K2CO3SiO2K2SiO3CO2 CaCO3SiO2CaSiO3CO2 SiO23.60t K2CO1.38t CaCO31.0t鉀玻璃可由碳酸鉀、石

7、灰石、二氧化硅制取，其反應的化學方程式是 。若鉀玻璃中含K2O 18.4%、CaO 11.0%，其余為SiO2，則生產(chǎn)5.1噸鉀玻璃，需碳酸鉀、石灰石、二氧化硅各多少噸？B組 D下列哪些材料是新型無機材料 氧化鋁陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 氮化鋁陶瓷 氮化鈦陶瓷 硅化硼陶瓷 二硅化銅陶瓷A B C D 全部 A下列哪些材料是傳統(tǒng)無機材料A 玻璃、水泥 B 塑料、橡膠C 液晶、納米材料 D半導體材料、絕緣體材料 2002年12月31日，世界上第一條商業(yè)磁懸浮鐵路在上海投入運營。磁懸浮的核心技術(shù)是利用超導體的反磁性。以Y2O3、BaCO3和CuO為原料，經(jīng)研磨燒結(jié)可合成一種高溫超導物質(zhì)YBa2C

8、u3Ox?，F(xiàn)欲合成0.5mol此高溫超導物質(zhì)，理論上需取Y2O3、BaCO3和CuO的物質(zhì)的量（mol）分別是A 0.50、0.50、0.50 B 0.50、1.0、1.5C 0.25、1.0、1.5 D 1.0、0.25、0.17 B磚瓦是用含鐵元素等雜質(zhì)的粘土隔絕空氣燒制而成的。當燒窯作業(yè)臨近結(jié)束時，若用淋水的辦法來降低溫度，窯內(nèi)處于還原性氣氛，則磚呈青色，稱青磚。若用捅開窯頂自然冷卻的辦法，則磚呈紅色，稱紅磚。由此判斷磚塊中的成分錯誤的是A 磚塊中的主要成分是硅酸鹽B 青磚中的鐵元素主要以氫氧化亞鐵的形式存在C 紅磚中的鐵元素主要以氧化鐵的形式存在D 青磚中的鐵元素主要以氧化亞鐵的形式存

9、在 D最近美國航天飛機“哥倫比亞號”爆炸，造成震驚世界的航天慘案，關(guān)于失事的原因有各種推測，其中照片顯示，在“哥倫比亞號”機翼下方有幾片小瓷片脫落，引起了科學家的注意，這是一種覆蓋在航天飛機表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是A 增加航天飛機的強度，防止流星和太空垃圾撞擊而損壞航天飛機B 將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機使用C 便于雷達跟蹤，接受地面指揮中心的指令D 在返回大氣層時，陶瓷耐高溫隔熱，有效地保護航天飛機平安返回地面 B、C新型無機材料碳化鈦（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等稱為非氧化物陶瓷，合成這些物質(zhì)需在高溫下進行，在合成工藝中必須注意A 通入充足的氧氣 B 避免與氧

10、氣接觸C 可在氮氣氫氣中合成 D 通入少量氧氣 D我國科學家前不久成功合成了3mm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度（抵抗變形的能力）高、密度?。ㄖ挥袖摰?/4）、熔點高、化學穩(wěn)定性好的特點，因而被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法不正確的是A 它是制造飛機的理想材料 B 它的主要組成元素是碳C 它的抗腐蝕能力強 D 碳纖維復合材料不易導電 B2001年美國的IBM公司制造出了第一批納米碳晶體管，發(fā)明了利用電子波性來傳遞信息的“導線”。下列有關(guān)納米碳的說法中正確的是A 納米碳是一種新型高分子化合物B 納米碳的化學性質(zhì)很穩(wěn)定C 納米碳的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)與金鋼石相同D

11、 納米碳的導電過程屬于化學變化 B2001年12月21日出版的美國科學雜志評出了2001年十大科技成就，名列榜首的是納米電子學，其中美國的IBM公司科學家制造出了第一批納米碳管晶體等，發(fā)明了利用電子的波性來傳遞信息的“導線”。已知納米材料是指微粒直徑在1100nm的材料。下列有關(guān)納米碳管的說法正確的是A 納米碳管是一種新型的高分子化合物B 納米碳管的化學性質(zhì)穩(wěn)定C 納米碳管導電屬于化學變化D 納米碳管的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與金剛石相同 硅酸鹽水泥的主要成分是：3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O3。因為水泥的熱膨脹系數(shù)跟鐵幾乎一樣，所以用水泥建造的建筑

12、物常用鋼筋作加固的結(jié)構(gòu)。當有物體壓在鋼筋混凝土上的時候，在平臺的上表面受的是壓力，下表面受的是拉力，在陽臺的上表面受的是拉力，下表面受的是壓力，為了使鋼筋受到的是拉力，所以應當采用A圖所示的方式放置鋼筋。水泥是一種重要的建筑材料，以石灰石、黏土以及其它輔助原料燒制而成的硅酸鹽水泥，它的主要成分有： 。把這種水泥用在建筑上，堅固耐壓，但不耐拉，鋼筋耐壓也耐拉，通常在混凝土建筑物須承受張力的部位用鋼筋來加固。之所以用鋼筋而不用其他的金屬，是考慮到了它們的熱學性質(zhì)，即 。正確地放置鋼筋的位置，可以使建筑物更加牢固，下面圖中，樓板和陽臺的加固鋼筋位置都正確的是 A B C D SinnCH4nH2 3

13、SiH44NH3Si3N412H2 原子 熔點高（耐高溫） 硬度大（耐磨）自19世紀開創(chuàng)近代化學領(lǐng)域以來，化學研究重要的目標之一是發(fā)現(xiàn)和研制特殊功能的新材料。碳化纖維是由聚二甲基硅烷在400下加熱，制備成碳原子和硅原子交替排列的一條長鏈的物質(zhì)，然后將該物質(zhì)放在氮氣氣氛中于1200左右的溫度下緩慢加熱而形成的。這兩步反應的化學方程式為 和 。氮化硅薄膜材料是由甲硅烷與氨氣在9001100溫度下反應而制成的，其反應的化學方程式為 。這兩種材料的晶體都屬于_晶體，它們最顯著的特性為 和 。 HgBa2Ca2O5自YBa2Cu3O7超導氧化物發(fā)現(xiàn)以后，許多新型超導材料不斷問世。汞系超導氧化物就是一類典

14、型的代表物。1993年P(guān)utilin等合成了第一個Hg系超導體HgBa2Cu2O4（Hg1201相TC94K），緊接著HgBa2CaCu2O6（Hg1212相TC127 K）和HgBa2Ca2Cu3O8（Hg1223相TC134 K）也相繼合成出來，其中Hg122相的TC可達160K（在一定壓力下），為目前最高超導臨界溫度。該類化合物可用通式表示為 （1）Si3N4 原子晶體 （2）SiCl4 H4SiO4（或H2SiO3） （3）AgClAgCl SiO22OHSiCl4H2O （4）3Si(NH)4Si3N48NH3材料科學是近年來化學有關(guān)的科學研究的熱點。某新型無機非金屬材料K由兩種非金

15、屬元素組成，它是一種超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特性。它是以中學化學中常見物質(zhì)為原料來生產(chǎn)的，下圖虛線框外為其生產(chǎn)的過程；虛線框內(nèi)的其他轉(zhuǎn)化是為探究C的組成而設(shè)，G、F、H均為難溶于水的白色固體；圖中C、M、K均含A元素，其余物質(zhì)均為中學化學中常見物質(zhì)。請回答下列問題：（1）K的化學式是 ，可能所屬的晶體類型 。（2）寫出指定物質(zhì)的化學式：C： ，F(xiàn)： 。（3）寫出圖中下列序號的離子方程式：反應 ；反應 。（4）寫出反應的化學方程式： 。 （1）原子 （2）Si3N4 （3）3SiCl42N26H2Si3N42HCl （4）Si3N4為原子晶體，由于O2與N3、Si4與Al

16、3半徑大小相近，用氧原子取代一部分氮，用鋁原子取代一部分硅后，晶體類型不發(fā)生變化，因此賽倫為原子晶體。原子晶體具有耐高溫、熱穩(wěn)定性好、高強度、超硬度、耐磨損、耐腐蝕等特性。由元素化合價代數(shù)和等于零知：y8X。氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應制得。（1）氧化硅晶體屬于 晶體（填晶體類型）。（2）已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子與N原子、Si原子與Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學式 ；（3）現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應，可得較高純度的氮化硅。反應的

17、化學方程式為 ；（4）在氮化硅中添加氧化鋁，用氧原子取代一部分氮，用鋁原子取代一部分硅，通過常壓燒結(jié)即成為新一代無機非金屬材料叫氧氮化硅鋁，即賽倫（Sialon），化學通式為：Si6xAlxOxNy（x24）。判斷賽倫屬于 晶體類型，并且有 等特性（至少寫出三種）?；瘜W通式里y值為 （用含x的表達式或某一具體數(shù)值表示）。C組 3C8H2SO42K2Cr2O72Cr2(SO4)33CO22K2SO48H2O納米碳管是近年來世界各國大力研究的高科技產(chǎn)品。1999年，我國沈陽金屬研究所材料科學家HuiMing Cheng等在美國科學雜志上發(fā)表了一篇引起轟動的文章，稱：在室溫、100個大氣壓下，他們在

18、納米碳管里儲存了達4.2%（質(zhì)量）的氫氣，碳氫原子比為21，在室溫下將壓力降低到常壓，80%的氫便釋放出來，再稍微加熱，其余的氫也放了出來。2000年1月6日，我國525名兩院院士投票評選出1999年中國十大科技進展，其中第二條是：儲氫納米碳管研究獲重大進展。電弧法合成的納米碳管，伴有大量雜質(zhì)碳納米顆粒。由于雜質(zhì)存在，納米碳管較難提純。現(xiàn)在的提純方法是：將納米碳管的粗品放入圓底燒瓶中，依次加入K2Cr2O7和12的硫酸，裝好回流冷凝和攪拌裝置，在150回流2h溶液由橙色（Cr2O72）轉(zhuǎn)變?yōu)槟G色（Cr3），將所有的墨綠色溶液過濾，濾紙上存在的黑色物質(zhì)即為純納米碳管。則提純納米碳管的化學方程式

19、為 。 （1）4(CH3)2SiCl24H2O8HCl2(CH3)2SiCl23H2O4HCl(CH3)3SiClH2O(CH3)3Si(OH)HCl（2）nnH2O2SiC2n2nH2O（3）nSiH2Cl2nCH3NH22nHCl3nSi3N46nCH42nNH3（4）3PCl33NH4Cl12HCl n3近年來化學研究重要的目標是發(fā)現(xiàn)和研制特殊功能的新型材料。下面是幾種合成：（1）(CH3)2SiCl2H2OAB，A為四聚甲基環(huán)硅氧烷B為聚二甲基硅氧烷，B的相對分子質(zhì)量和長度可以通過硅元素的氯化物與水反應生成端基團C來控制。試寫出下列化學反應方程式：(CH3)2SiCl2A AB 另一種

20、硅的氯化物（X）C（2）聚二甲基硅氧烷D（碳原子與硅原子交替排列一條長鏈物）E（碳化硅纖維）。寫出該兩步反應化學方程式。（3）SiH2Cl2F（聚合物）G（氮化硅）完成這兩步反應方程式。（4）當PCl2與NH4Cl懸濁液（惰性溶劑中），形成環(huán)狀化合物H，H再加熱先熔化，然后轉(zhuǎn)變成橡膠狀物質(zhì)，稱為“無機橡膠”I。試寫出這兩步反應的化學方程式。 （1）沸石。因為沸石（Si/Al1）含有比沸石（Si/Al2）更多的鋁原子，結(jié)果使沸石對陽離子有更好的交換數(shù) （2）“具有高Si/Al的沸石”。因為在高硅沸石中，只有少量酸性的鋁原子位點，因此酸性的交換數(shù)較小。再加上硅的電負性略比鋁高，在沸石骨架中有較多的

21、硅將使骨架有較強的電負性，于是，在這種骨架中酸性位點的強度比其他骨架強 （3）“含Li的沸石”。因為Li十是最小的堿金屬陽離子，它的電荷密度特別高，因而它吸引水的能力很大。沸石是一類多孔的二氧化硅的某些Si原子被Al原子取代形成的缺陷骨架。所有硅和鋁具四面體配位，氧的兩端則連接硅或鋁?！胺惺疉”和“沸石B”的沸石骨架如下圖所示。四邊形的交點表示Si和Al原子，骨架線則表示氧橋。當一個用原子插入骨架時，三價陽離子便產(chǎn)生一個負電荷。為平衡骨架的負電荷，必須有陽離子。這些陽離子被稱為“電荷平衡離子”。這些陽離子與骨架之間的作用力具有高度離子性，因此是可以被交換的。例如，含鈉（Na）沸石（鈉沸石），通過與稀CuCl2溶液在加熱（6080）攪拌下，可交換陽離子（Na）被交換為Cu2成為“銅交換沸石，