自学导航——2.4 材料的发展

2.4 材料的发展
课前预练
1． 是信息高速公路的基础材料。
2．新型材料是指那些 或 中的、具有 特性和功能并能满足 进步所需的材料。
3．当前，最引人注目的新型材料有——材料、先进复合材料、 材料、 材料、新型高分子材料、 材料等。
4．纳米材料：以 为单位的超级微小颗粒(材料)。与普通材料相比，在 、磁、 、声、 等方面都有很大的不同。
5．工业三废包括 、 、 。
课内演练
【例题】纳米材料是21世纪最有前途的新型材料。请回答：
(1)纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列说法错误的是( )
A．纳米碳管材料如果完全燃烧，那么生成物是二氧化碳
B．纳米碳管是一种新型的有机化合物
C．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强
D．纳米碳管在常温下化学性质稳定
(2)当材料的晶体(或微粒)的大小处于纳米级时，其性质就会出现奇异的变化。如各种块状金属都会显示一定的颜色(多数呈银白色，少数呈红色)，但当其细化到纳米级时，都成了黑色。纳米氧化锌能吸收雷达电磁波，可用作“隐形”飞机的涂料。下列说法正确的是( )
A．在氢气还原氧化铜的实验中，得到的铜粉是纳米铜
B．纳米氧化锌的化学性质类似于纳米氧化铁，不能与稀硫酸反应
C．黑白照相底片上析出的银颗粒处于(或小于)纳米级大小
D．“隐形”飞机就是人的肉眼看不到的无色透明的飞机
点拨 (1)本题主要考查新型材料中的纳米材料。“纳米”是长度单位而不是一种新物质。
(2)纳米材料是以纳米为单位的超级微小颗粒(材料)，与普通材料相比有很大优越性。如一般陶瓷材料的脆性较大，用纳米陶瓷粉末烧成的陶瓷却有很好的韧性。
【跟踪练习】一些特定成分的合金具有记住本来面目的能力，并能够恢复原先设定的形状。
这种被人们称为记忆合金的神奇材料的出现，使得金属的应用又向前跨进了一步。记忆合金的这一特性目前得到较为广泛应用的领域是( )
A．牙齿整形 B．器官移植 C．电机制造 D．电缆制造
课后训练
基础达标
1．材料的变化标志着人类文明的进步。下列用品的材料不是通过化学变化制取的是( )
A．铁器 B．青铜器 C．塑料器具 D．石器
2．用来发射卫星的火箭，头部涂有一层特殊的物质。这种物质可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生高温而被毁坏。这种材料能起这种作用的主要原因是( )
A．材料坚硬，不怕热
B．材料非常光滑，不易与空气作用生热
C．材料不传热
D．材料熔化吸收了与空气摩擦产生的热
3．全世界每年产生有害废物达3亿～4亿吨，对环境造成危害，威胁着人类生存，所以科学家提出“绿色化学”的概念。下列不属于“绿色化学”研究内容的是( )
A．绿色化学研究开发对环境无污染的清洁能源
B．绿色化学研究开发可降解塑料
C．绿色化学就是利用化学原理从源头消除污染
D．绿色化学研究形状记忆合金的开发与应用
4．据报道，我国首先在世界上实现了二氧化碳聚合物的大规模工业化生产。二氧化碳聚合物是二氧化碳在催化剂作用下生成的高分子化合物。它具有良好的阻气性、透明性和使用后全降解无污染等优点，广泛用于医药、食品包装和一次性餐具等行业。下列说法错误的是( )
A．二氧化碳聚合物的生产和使用不会产生白色污染
B．二氧化碳聚合物的生产原料为二氧化碳，原料非常丰富且价格低廉
C．二氧化碳聚合物是二氧化碳的固体
D．二氧化碳聚合物的生产和使用，既减少了温室气体二氧化碳的排放，又得到了非常有用的产品，真正做到了变废为宝
5．我国陶器的使用开始于1万多年前，现代社会生产的新型陶瓷材料层出不穷，如用氧化铝等原料生产的陶瓷已被应用于制造发动机。下列有关氧化铝陶瓷的说法错误的是( )
A．该陶瓷属于有机合成材料
B．该陶瓷耐高温，强度高
C．该陶瓷中的原料氧化铝属于金属氧化物
D．该陶瓷由于含有氧化铝，所以耐酸碱性不强
6．工业三废是指 、 、 ，它们会破坏自然界的
平衡。煤和石油中含有硫元素，燃烧后会产生二氧化硫，为了防止其进入大气，某工厂让废气经过氢氧化钠溶液后再排放。请写出这一过程中涉及的两个化学方程式：
； 。
7．新型材料的研制与应用推动了现代高新技术的发展。氮化硅(Si2 N4)是一种高温陶瓷材料，工业上制氮化硅的方法是用单质硅(Si)和氮气在高温条件下反应生成氮化硅，请写出该反应的化学方程式： ，该反应的基本类型是 反应。
拓展提高
8．人造骨是一种具有生物功能的新型无机金属材料，它类似于人骨和天然牙齿的性质和结构。人造骨可以从人体中吸收某些离子形成新骨，并在骨骼界面上发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。人造骨植入人体后，形成新骨需要吸收人体中的( )
A．钙离子 B．铝离子 C．钠离子 D．硫酸根离子
9．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100％。在用丙炔(C3H4)合成2一甲基丙烯酸甲酯(C5H8O2)的过程中，欲使原子的利用率达到100％，还需要的其他反应物是( )
A．CO2和CH3OH B．CO2和H2 C．H2和CO D．CH3OH
10．某科学兴趣小组利用废铜屑制取硫酸铜，设计方案如下。
请回答：
(1)上述方案不能实现的是( )
A．甲 B. 乙 C．丙 D．丁
(2)上述方案中最优的是 ，理由是
。
参考答案
课前预练
1．光导纤维
2．新出现 正在发展 优异技术
3．光电子信息 超级陶瓷 新型金属 超导
4．纳米 机械强度 光 热
5．废气 废水 废渣
课内演练
【例题】(1)B (2)C[解析：纳米碳管只含有一种碳元素，因此它不可能是有机化合物。铜粉达不到纳米级。无论是纳米氧化锌还是纳米氧化铁都更容易与稀硫酸反应。黑白照相底片看上去是黑色的，主要是银颗粒达到了纳米级。“隐形”飞机不是无色透明的，只不过能逃避雷达监视而已。]
【跟踪练习】A
课后训练
1．D 2．D 3．D 4．C 5．A
6．废水 废气 废渣 生态 S+O2 SO2 SO2+2NaOH==== Na2CO3+ H2O
7．3Si +2N2 (气)Si3N4 化合
8．A[解：人骨中含有CaCO3，人造骨植入人体后，需要吸收人体中的形成新骨。]
9．C[解：“绿色化学工艺”是一个化合反应。C5H8O2为生成物，C3H4为反应物。因此C3H4和选项中的物质发生化合反应即可。C3H4+2H2+2CO====C5H8O2]
10．(1)B (2)甲 环保、廉价[解：Cu排在H后，活泼性弱，因此不能和稀H2SO4反应。甲方案成本低，无污染且操作也简便。]