第三單元 化學與材料的發(fā)展檢測(A)(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括18小題,每小題3分,共54分,每小題只有一個選項符合題意)1世界著名的科技史專家、英國劍橋大學的李約瑟博士考證說:“中國至少在距今3 000年以前,就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說法不正確的是()A.制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B.玻璃在加熱熔化時沒有固定的熔點C.普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣D.盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿與二氧化硅反應生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：玻璃是混合物,故沒有固定的熔點;玻璃的主要原料是石英砂(主要成分是SiO2)、石灰石和純堿。答案：A2“信息”“材料”和“能源”被稱為新科技革命的三大支柱。下列有關(guān)說法中錯誤的是()A.在即將到來的新能源時代,核能、太陽能、氫能將成為主要能源B.目前中、美、日等國掌握的陶瓷發(fā)動機技術(shù),大大提高了發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)化效率C.“天宮一號”目標飛行器使用了大量的復合材料D.合成高分子材料的廣泛應用有百利而無一害答案：D3下列說法中錯誤的是()A.制造水泥和玻璃都用到的原料是CaCO3B.為了調(diào)節(jié)水泥的硬化速度,制造水泥時需要加入石膏C.原料及燒制溫度是影響陶瓷品種和性能的關(guān)鍵技術(shù)D.在燒制不同顏色的陶瓷制品時沒有發(fā)生氧化還原反應解析：在燒制不同顏色的陶瓷制品前,需在坯體上涂彩釉。當窯內(nèi)空氣含量發(fā)生變化時,釉料中的金屬及其化合物發(fā)生不同的氧化還原反應,從而產(chǎn)生不同的顏色,故D錯。答案：D4下列關(guān)于煉鋼和煉鐵的說法中,錯誤的是()A.煉鐵是用還原劑將鐵從其氧化物中還原出來的過程B.煉鋼是生鐵被氧化劑氧化的過程C.煉鐵高爐中加入石灰石的目的是除去脈石D.煉鋼轉(zhuǎn)爐中加入生石灰是作造渣劑解析：煉鋼是降低生鐵中碳的百分含量,將碳轉(zhuǎn)化為CO2排出。答案：B5下列做法不利于食品安全的是()A.用聚氯乙烯塑料袋包裝食品B.在食用鹽中添加適量的碘酸鉀C.在食品加工中科學使用食品添加劑D.研發(fā)高效低毒的農(nóng)藥,降低蔬菜的農(nóng)藥殘留量解析：A項,聚氯乙烯塑料難降解,污染環(huán)境,降解時釋放出有毒氣體,危害人體健康。答案：A6下列物質(zhì)中不含高分子化合物的是()A.肉類B.棉花C.茶葉D.油脂解析：油脂是高級脂肪酸甘油酯,不含高分子化合物。答案：D7下列材料中屬于功能高分子材料的是()有機玻璃合成橡膠高分子分離膜生物高分子材料隱身材料液晶高分子材料導電高分子材料智能高分子材料A.B.C.D.解析：有機玻璃屬于傳統(tǒng)合成材料中的塑料。塑料、合成橡膠、合成纖維屬三大傳統(tǒng)合成材料,它們不屬于功能高分子材料。答案：C8下列產(chǎn)品和材料中屬于復合材料的是()玻璃鋼采用碳纖維增強復合材料制備的釣魚竿飛機機身、機翼隔熱陶瓷瓦納米高分子復合材料A.B.C.D.解析：復合材料的應用已經(jīng)深入到生產(chǎn)、生活的各個方面。答案：D9碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)等非氧化物陶瓷是新型無機非金屬材料,合成這些物質(zhì)需在高溫條件下進行,在合成它們的過程中必須注意()A.通入足量氧氣B.避免與氧氣接觸C.通入少量氯氣D.通入少量氧氣解析：這些化合物在高溫時都易與氧氣、氯氣等強氧化劑反應。答案：B10若在鐵制件表面鍍鎳,下列說法正確的是()A.鎳與電源負極相連B.鐵制件與電源正極相連C.可以用硫酸鎳溶液作電解液D.電鍍過程中鎳離子的濃度變小解析：在鐵制件表面鍍鎳,鎳應與電源正極相連,鐵制件與電源負極相連,陽極反應為Ni-2e-Ni2+,陰極反應為Ni2+2e-Ni,所以電鍍過程中Ni2+的濃度基本不變。答案：C11制取水泥和玻璃時都需要的原料是()A.石灰石B.石英C.水D.純堿解析：生產(chǎn)水泥的原料:石灰石、黏土;生產(chǎn)玻璃的原料:純堿、石灰石、石英砂,由此A選項正確。答案：A12下列關(guān)于工業(yè)冶金的描述中不正確的是()A.電解冶煉鋁,陽極反應式為2O2-4e-O2B.電解法精煉銅,用粗銅作為陰極C.電解冶煉金屬鈉與電解飽和食鹽水的陽極產(chǎn)物相同D.在鍍件上電鍍鋅,用鋅鹽(如硫酸鋅)溶液作為電鍍液解析：向熔融氧化鋁中通直流電電解時,氧離子在陽極失電子而生成氧氣,故A正確;電解精煉銅時,粗銅為陽極,粗銅中的銅失電子變?yōu)殂~離子進入溶液,然后在陰極又得電子析出銅,故B錯;電解冶煉金屬鈉與電解飽和食鹽水的陽極反應都是氯離子失電子生成氯氣,故C正確;電鍍鋅的目的是使溶液中的鋅離子在鍍件上得電子而析出,所以電鍍液需要選用鋅鹽溶液。答案：B13將氫氧化鈉固體在坩堝內(nèi)高溫熔融,下列坩堝可以使用的是()A.石英坩堝B.玻璃坩堝C.鐵坩堝D.氧化鋁坩堝解析：在高溫下,二氧化硅和氧化鋁都能與氫氧化鈉發(fā)生化學反應。石英的化學成分是二氧化硅,玻璃中也含有二氧化硅。答案：C14下列關(guān)于金屬腐蝕的說法錯誤的是()A.金屬在潮濕的空氣中被腐蝕的實質(zhì)是M+nH2OM(OH)nB.金屬化學腐蝕的實質(zhì)是M-ne-Mn+,電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑C.金屬的化學腐蝕不一定在酸性條件下進行D.在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕解析：金屬在潮濕的空氣中發(fā)生電化學腐蝕,并不一定放出H2。答案：A15下列說法中不正確的是()A.硫化橡膠遇汽油能發(fā)生溶脹B.聚硫橡膠具有良好的耐嚴寒、耐高溫性能C.合成橡膠是以石油、天然氣為原料,以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子D.橡膠的老化實質(zhì)上發(fā)生的是氧化反應解析：硫化橡膠為體型高分子,不能被汽油溶解,但可被汽油溶脹;聚硫橡膠具有良好的耐油性,而硅橡膠具有耐嚴寒、耐高溫性能;橡膠的老化是因為其高分子鏈中含不飽和鍵,易被氧化變質(zhì)。答案：B16下列關(guān)于新型有機高分子材料的說法中,不正確的是()A.高分子分離膜應用于食品工業(yè)中,可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等B.復合材料一般具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能,其綜合性能超過了單一材料C.導電塑料是應用于電子工業(yè)的一種新型有機高分子材料D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用,難以達到生物相容的程度解析：A、B、C三項的敘述都是正確的;有的新型高分子材料具有優(yōu)異的生物兼容性,較少受到排斥,可以滿足人工器官對材料的苛刻要求。答案：D17下列有關(guān)材料的說法不正確的是()A.金屬材料是指金屬及合金,合金性能優(yōu)于純金屬B.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽C.復合材料是由基體和增強體兩部分組成的D.C60也是一種材料解析：傳統(tǒng)無機非金屬材料是硅酸鹽材料,而新型無機非金屬材料突破了傳統(tǒng)的硅酸鹽范圍,而是指具有特殊性能的無機材料。答案：B18下列說法錯誤的是()A.玻璃鋼是以玻璃纖維作增強體、合成樹脂作基體的復合材料B.飛機機身材料大多是以金屬為增強體、纖維為基體的復合材料C.制造網(wǎng)球拍用的復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維作增強體D.航天飛機機身上使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的解析：飛機機身材料大多是以金屬為基體,以纖維為增強體的復合材料。答案：B二、非選擇題(本題包括6小題,共46分)19(5分)取6根鐵釘,6支干凈的試管及其他材料。如下圖:試管中放入一根鐵釘,再注入蒸餾水,使鐵釘和空氣及水接觸。試管的底部放入硅膠(是一種干燥劑),再放入鐵釘,用棉花團堵住試管口,使鐵釘和干燥空氣接觸。試管中先放入一根鐵釘,趁熱倒入煮沸(趕出原來溶解在蒸餾水中的空氣)的蒸餾水浸沒鐵釘,再加上一層植物油,使鐵釘不能跟空氣接觸。試管中放入一根鐵釘,注入食鹽水,使鐵釘和空氣及食鹽水接觸。試管中放入相連的鐵釘和鋅片,注入自來水,浸沒鐵釘和鋅片。試管中放入相連的鐵釘和銅絲,注入自來水,浸沒鐵釘和銅絲。把6支試管放在試管架上,幾天后觀察鐵釘被腐蝕的情況,試回答以下問題。(1)其中試管內(nèi)的鐵釘未被腐蝕。(2)其中試管內(nèi)形成原電池。(3)其中試管內(nèi)的鐵釘作負極,發(fā)生腐蝕。(4)由鐵釘被腐蝕的情況可知,引起和促進鐵釘被腐蝕的條件是。解析：由于和兩支試管不具備構(gòu)成原電池的條件,不能發(fā)生電化學腐蝕,所以暫時未被腐蝕。而試管盡管具備構(gòu)成原電池的條件,但鋅比鐵活潑,鋅在原電池中作負極,鐵作正極得到保護,所以鐵也暫時未被腐蝕。引起和促進鐵釘被腐蝕的條件是:水、空氣、電解質(zhì)溶液和比鐵活潑性弱的材料。答案：(1)(2)(3)電化學(4)水、空氣、電解質(zhì)溶液和存在不活潑金屬雜質(zhì)20(6分)下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖,結(jié)合鋁生產(chǎn)的流程圖解答下列各題:(1)工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦,鋁土礦的主要成分是(填化學式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品(填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。(2)氧化鋁熔點高達2 050,工業(yè)上為了降低能量消耗,在金屬鋁的冶煉中采取的措施是。(3)在冶煉過程中,陽極材料需要定期進行更換,原因是該極材料不斷被消耗,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:(用化學方程式表示)。(4)工業(yè)上制取金屬鎂時是電解熔融MgCl2,電解反應方程式為。鎂和鋁都是活潑金屬,為什么在電解冶煉過程中,一個用氯化物,一個用氧化物。解析：(1)鋁土礦的主要化學成分是Al2O3,另外還有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等,電解前必須進行提純。石油煉制、煤的干餾產(chǎn)品的成分為碳,具有導電性,可以作為陽極和陰極材料。(2)純凈Al2O3的熔點很高,而其電解必須在熔融狀態(tài)下進行,若采用純凈的Al2O3進行電解,則加熱熔融需要耗費大量的能量,所以工業(yè)上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化鈣(CaF2)助熔。(3)工業(yè)冶煉鋁的關(guān)鍵操作是電解,電解時陽極發(fā)生氧化反應,熔融物中,生成O2,在電解過程中陽極的材料碳逐漸與生成的氧氣反應,在高溫條件下生成CO2。(4)因為MgCl2為離子化合物,熔融時能發(fā)生電離;AlCl3為共價化合物,熔融時不發(fā)生電離;再者MgO熔點很高,很難熔化,耗能大。答案：(1)Al2O3碳素材料(2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2(3)C+O2CO2(4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2因為MgO熔點太高,MgCl2熔點低,電解MgCl2耗能少。AlCl3是共價化合物,熔化時不能發(fā)生電離21(8分)已知苯酚和甲醛在催化劑作用下可發(fā)生縮聚反應,生成酚醛樹脂。(1)寫出該反應的化學方程式:。(2)酚醛樹脂一般為體型結(jié)構(gòu),試推測其基本性質(zhì):溶解性:;熱塑性和熱固性:;強度:;電絕緣性:。(3)某種合成酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為,則合成它的單體是、。解析：由苯酚和甲醛與酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)對比可以看出反應時縮去了H2O:n+nHCHO+(n-1)H2O,以此類推合成的單體必然是、。酚醛樹脂屬于體型高分子化合物,可由體型高分子化合物推測其性質(zhì)。答案：(1)n+nHCHO+(n-1)H2O(2)不易溶解具有熱固性比較大不易導電(3)22(9分)已知:A、B、F是家庭中常見的有機物,F為高分子,E是石油化工發(fā)展水平的標志。根據(jù)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答問題。(1)操作的名稱為。(2)取代反應的范疇很廣,中屬于取代反應的是(填序號)。(3)請寫出下列反應的化學方程式:;。(4)F是一種常見的高分子材料,它給我們帶來了巨大的方便。然而,這種材料造成當今世界的某一環(huán)境問題是。解析：根據(jù)“E是石油化工發(fā)展水平的標志”可知E為乙烯。一方面,乙烯可以轉(zhuǎn)化成F;另一方面,乙烯與水反應生成B。結(jié)合“B、F是家庭中常見的有機物”的信息,推斷B是乙醇,F是聚乙烯。觀察框圖,C在酸性或堿性條件下都可以得到乙醇,說明C是某種酸與乙醇反應生成的酯。因為是家庭中常見的物質(zhì),所以A是乙酸。其他答案可依次推出。答案：(1)分餾(2)(3)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2OCH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH(或其他合理寫法也可)(4)白色污染23(8分)鐵是應用最廣泛的金屬,自遠古時代人類就學會了煉鐵,到目前為止,人類研制出了很多煉鐵的方法。某研究性學習小組同學在實驗室中模擬工業(yè)煉鐵的過程,實驗裝置如下:(1)寫出得到單質(zhì)鐵的化學方程式:。(2)實驗過程中看到玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑,請設(shè)計一個實驗來驗證生成了單質(zhì)鐵:。(3)裝置末端氣球的作用為。實驗結(jié)束時,應該先停止加熱還是先停止通入CO?原因是什么?。解析：檢驗是否生成單質(zhì),在反應結(jié)束后,待玻璃管內(nèi)的固體冷卻,取少量放于試管中,加少量鹽酸,若有氣泡冒出(H2),則證明生成了單質(zhì)鐵;反應結(jié)束后,得到的鐵還是赤熱的,若先停止通入CO,會導致鐵又被氧化,所以應該先停止加熱,待玻璃管內(nèi)的固體冷卻后,再停止通入CO。答案：(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)取少量粉末放于試管中,加少量鹽酸,若產(chǎn)生無色無味氣體,則證明生成了單質(zhì)鐵(3)收集CO,防止污染空氣先停止加熱,防止生成的鐵再次被氧化24(10分)“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展,一些材料的出現(xiàn)甚至具有劃時代的意義。請你回答以下問題。(1)無機非金屬材料。高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導體”材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”。這種材料可以按下列方法制備:SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)寫出步驟a的化學方程式:。此反應不能證明C的非金屬性比Si強,請你用一個化學方程式來說明C的非金屬性比Si的強的事實:。步驟b經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 )中含有少量的SiCl4(沸點57.6 )和HCl(沸點-84.7 ),提純SiHCl3的主要化學操作的名稱是。(2)磁性材料。這種材料一般含有鐵元素,鐵以化學性質(zhì)活潑、用途廣泛而著稱。其中在工業(yè)上常用于印刷銅電路板工業(yè),請寫出反應的離子方程式:。(3)激光材料。我國是激光技術(shù)先進的國家,紅寶石(Al2O3)是最早用于產(chǎn)生激光的材料,它是一種兩性氧化物,請用離子方程式加以說明:,。(4)納米材料。膠體是一種物質(zhì)以“納米”顆粒的形式分散到另一種物質(zhì)里形成的分散系,膠體粒子的直徑大約是,區(qū)分膠體和溶液最經(jīng)典的方法是。(5)高分子材料。一種新型高效凈水劑AlFe(OH)nCl6-nm屬于無機高分子材料,廣泛應用于生活用水和工業(yè)污水處理,其中鐵元素的化合價為價。解析：(1)利用碳酸的酸性比硅酸的酸性強可判斷C的非金屬性比Si的強。提純SiHCl3操作的名稱為蒸餾(或分餾)。(2)利用Fe3+氧化銅去腐蝕銅線路板。(3)氧化鋁既能與酸反應,又能與堿反應。(4)利用丁達爾效應區(qū)分溶液和膠體。(5)根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和等于零的原則可判斷鐵元素的化合價為+3價。答案：(1)SiO2+2CSi+2CONa2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3蒸餾(或分餾)(2)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+(3)Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH-2A(4)1100 nm丁達爾效應(5)+3