2023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 2.6 材料的利用与发展 同步练习
一、选择题
1．（2023·温州模拟）中国成功制造于航天军工等领域的芳纶纸。下列有关芳纶纸的性能描述中属于化学性质的是（ ）
A．隔热性好 B．耐腐蚀性强 C．绝缘性好 D．硬度高
【答案】B
【知识点】物质的鉴别、推断；材料的利用与发展
【解析】【分析】化学性质指需要通过化学变化才能体现出来的性质。
【解答】ACD均属于物理性质，B耐腐蚀性需要通过腐蚀后的化学变化才能体现出来的性质。
故答案为：B
2．（2022九上·镇海区期末）石墨烯是单层碳原子面材料，由其制成的石墨烯薄膜，具有超薄超轻，超强导热性、导电性和超优光敏性等优点。下列说法错误的是（ ）
A．石墨烯是一种碳单质，可用于新型电池电极
B．石墨烯由碳元素组成，完全燃烧只生成CO
C．石墨烯薄膜材料可用于智能手机、平板电脑等设备的散热层
D．石墨烯薄膜材料可用于穿戴设备和无线传感等领域
【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据文中所给石墨烯的特点分析。
【解答】A、 石墨烯是一种碳单质，具有导电性，可用于新型电池电极 ，不符合题意；
B、 石墨烯由碳元素组成，完全燃烧生成CO2 ，符合题意；
C、 石墨烯薄膜材料超薄超轻，超强导热性， 可用于智能手机、平板电脑等设备的散热层 ，不符合题意；
D、 石墨烯薄膜材料具有超优光敏性等优点 ，可用于穿戴设备和无线传感等领域 ，不符合题意；
故选B。
3．（2023九上·金华期末）下列冬奥会比赛用品的材料不属于合成材料的是（ ）
A．冰壶壶体—— 花岗石
B．滑雪板基础材料 聚乙烯
C．护目镜镜片 聚碳酸酯
D．冰 球 合成橡胶
【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶分析。
【解答】花岗石属于无机非金属材料；
故选A。
4．（2022九上·金华月考）金华市“创全国文明城市”活动进行得如火如荼，其中垃圾分类回收利用是检查项目之一。垃圾分类既能节约资源，又能减少污染，符合可持续发展的要求。例如：废弃易拉罐、旧电线、铝材下脚料等可归为一类回收，它们均属于（ ）
A．有机合成材料 B．金属材料
C．非金属材料 D．氧化物
【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据易拉罐、电线、铝材都属于金属材料分析。
【解答】 废弃易拉罐、旧电线、铝材下脚料等都属于废弃的金属材料；
故选B.
5．（2022九上·杭州期中）创造了10909m深潜新纪录的“奋斗者号”载人潜水器的外壳由钛合金制造。钛合金属于（ ）
A．金属材料 B．无机非金属材料
C．合成材料 D．有机物
【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括金属及合金分析。
【解答】钛合金属于金属材料；
故选A。
6．（2022九上·瑞安期中）人类文明的进步离不开各种工具的发明与改进，下列工具主要由金属材料制成的是（ )
A．石器 B．石斧 C．青铜器 D．瓷碗
【答案】C
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括金属和合金分析。
【解答】A、石器所用材料为天然材料，不符合题意；
B、石斧所用材料为天然材料，不符合题意；
C、青铜器所用材料为合金，属于金属材料，符合题意；
D、 瓷碗所用材料为无机非金属材料，不符合题意；
故选C。
7．（2022九上·永康月考）下列成都出土的文物中，不属于金属材料的是（ ）
A．东汉说唱俑
B．“郫”字青铜戈
C．龙纹铅饼币
D．黄金面具
【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括纯金属和合金分析。
【解答】A 东汉说唱俑所用材料是陶瓷，为无机非金属材料，符合题意；
B、 “郫”字青铜戈所用材料为合金，属于金属材料，不符合题意；
C、 龙纹铅饼币所用材料为铅，属于金属材料，不符合题意；
D、 黄金面具所用材料为金属材料，不符合题意；
故选A。
8．（2022九下·舟山月考）美国生物医学工程师使用3D打印技术，打印出一种弹性博膜，该薄膜是由柔软、易弯曲的硅材料制成，和人类心外膜的形状完全一致，内嵌感应器。若在病人心胜植入该薄膜，能利用感应器检测心脏的功能，并在病人出现心律不齐的情况下给予电疗刺激，根据以上叙述，对该技术下列观点合理的是（ ）
A．可制造具有特功能的“人造心脏”服务人类
B．3D打印机以细胞为材料打印弹性薄膜
C．能帮助人类战胜疾病，可忽视其潜在风险
D．可见人工制造的高等动植物将会很快出现
【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】此题考查的是生物技术在实际生活中的应用，结合“人造心外膜"诞生的原理及选项分析解答。
【解答】A.根据题意，此技术可以制造具有特功能的“人造心脏”服务人类，故A正确。
B.由题意可知，3D打印机以硅材料打印弹性薄膜，故B错误。
C.人造的有机体如果扩散到自然界，引发生物基因变化，有可能造成环境灾难，故不能忽视其潜在风险，故C错误。
D.从人造心脏到人造高等动植物差距还比较大，需要克服的问题也很多，故D错误。
故选A。
9．（2022·长兴模拟）2022年北京冬奥会火炬的外壳由碳纤维复合材料制成，具有“轻、固、美”的特点，在1000℃的温度下也不会起泡、开裂。火炬外壳材料的选择不需要考虑的因素是（ ）
A．密度小 B．硬度大 C．耐高温 D．导电性好
【答案】D
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】性质决定用途，也可根据用途推测物质的性质。
【解答】“轻”即体积相同的物质质量小，也就是密度小；“固”即材料的硬度大；“1000℃下不气泡，不开裂”，即材料耐高温，而没有任何信息说明材料导电性好，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10．（2022·南浔模拟）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕冬奥会的纪念品所用材料不属于有机物的是（ ）
A．明信片的塑料封套
B．纪念章的铁质内芯
C．文化衫的纤维布料
D．纪念围巾的羊毛面料
【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据含碳元素的化合物为有机物（碳酸盐、碳的氧化物等除外），不含碳的化合物为无机物分析。
【解答】 明信片的塑料封套 、文化衫的纤维布料 、纪念围巾的羊毛面料所用材料都是有机物， 纪念章的铁质内芯属于金属材料，不属于有机物；
故选B。
二、填空题
11．（2023·路桥模拟）芯片制造是半导体工业中重要的一环，如图中铜板、硅、塑料板、氢氟酸(HF)都是芯片制造工业中的常用材料，请按要求回答下列问题：
（1）如图半导体工业材料中，属于有机材料的是 。
（2）芯片制造过程中的蚀刻要用到氢氟酸(HF)，HF中F元素的化合价 ，它也能蚀刻玻璃，其中一个反应的化学方程式是：CaSiO3+6HF=CaF2+SiF4↑+3X，X的化学式为
【答案】（1）C
（2）-1；H2O
【知识点】元素化合价的规则与计算；质量守恒定律及其应用；材料的利用与发展
【解析】【分析】常见的材料有：金属材料，如：生铁，钢，白铜，黄铜等；无机非金属材料，如 ：陶瓷，水泥，玻璃等。有机高分子材料，如：天然纤维，天然橡胶等；塑料，如聚乙烯，聚氯乙烯等；合成纤维，如涤纶，晴纶，尼龙等；合成橡胶，如丁苯橡胶，顺丁橡胶等；氢元素的化合价为正一价。可根据质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类与数目保持不变来分析反应前后物质元素的组成。
【解答】（1）A、铜属于金属材料；B、硅是一种非金属单质；C、塑料属于有机合成材料；D、氢氟酸是一种酸。故答案为：C或塑料板；
（2）由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类与数目保持不变，反应前：1个钙原子、1个硅原子、3个氧原子、6个氢原子、6个氟原子；反应后：1个硅原子、4个氟原子、6个氢原子、3个氧原子，所以X 中含有1个钙原子和2个氟原子，其化学式为CaF2；故答案为：CaF2。
12．（2023·浙江模拟）自行车作为常用的代步工具，既轻便灵活，又符合环保要求，下图是一款自行车的示意图。请回答：
（1）所标物质中，属于有机合成材料的有 。
（2）车架表面刷漆主要是为了防锈，其原理是 。
【答案】（1）塑料、橡胶
（2）隔绝空气（或氧气）和水
【知识点】材料的利用与发展；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）根据合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶分析；
（2）根据隔绝水和氧气的防锈原理分析。
【解答】（1）所标物质中，钢、不锈钢都属于金属材料，塑料、橡胶属于合成材料；
（2） 车架表面刷漆是隔绝空气中氧气和水，以达到防锈目的；
故答案为：（1）塑料、橡胶；（2） 隔绝空气（或氧气）和水 。
13．（2023九上·长兴期末）目前，铁在生活和生产中都有着非常重要的作用。
（1）铁与铬(Cr)、镍(Ni) 等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料。以上叙述中不涉及到 (选填序号)。
A．合金 B．无机非金属材料
C．合成材料 D．复合材料
（2）某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，胃酸的主要成分是 (填化学式)。
【答案】（1）B
（2）HCl
【知识点】酸与碱的反应及用途；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据各种材料的定义和分类解答；
（2）根据胃酸的成分解答。
【解答】（1）不锈钢属于合金，聚乙烯纤维属于合成材料，而防护服材料属于合成材料，就是没有无机非金属材料，故选B。
（2）胃酸的主要成分为稀盐酸，化学式为HCl。
14．（2022九上·舟山期中）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
（1）在上述步骤①②③中，属于氧化还原反应的是 （填序号）。
（2）金属矿物的储量有限，请写出一条保护金属资源的有效方法 。
【答案】（1）①②③
（2）在生活中新型材料代替金属材料
【知识点】还原反应与金属的冶炼；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据有化合价的升高或降低的反应为氧化还原反应分析；
（2）根据寻找替代产品、合理开采金属矿物、防止金属锈蚀、金属材料回收利用等都是保护金属资源的方法分析。
【解答】（1） 步骤①为碳与氧气充分反应生成二氧化碳，属于氧化还原反应，②为二氧化碳和炭反应生成一氧化碳，属于氧化还原反应，③为一氧化碳与氧化铁的反应，属于氧化还原反应；
（2）寻找替代产品、合理开采金属矿物、防止金属锈蚀、金属材料回收利用等都是保护金属资源的方法。
故答案为：（1）①②③ ；（2） 在生活中新型材料代替金属材料等 。
15．（2022九上·镇海期中）纯电动车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的一类新能源车，如图是某款电动汽车。
（1）图中属于金属材料的有 （填序号）。
（2）新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车，电池充电反应为FePO4＋Li=LiFePO4，该充电反应属于基本反应类型中的
【答案】（1）②③
（2）化合反应
【知识点】化合反应和分解反应；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据“多变一”的反应为化合反应分析。
【解答】（1）金属材料包括纯金属和合金，所给材料中铝合金、镀铬不锈钢为金属材料；
（2）所给反应中反应物为两种物质，生成物为一种物质，属于化合反应；
故答案为：（1） ②③ ；（2）化合反应。
三、实验探究题
16．（2022九上·舟山期中）某校科学兴趣小组成员对市区生活垃圾的成分作了调查，结果如图甲；取市垃圾填埋场不同深度的垃圾样品，测定铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)三种有害元素的含量，得到数据如图乙。请根据这些信息回答下列问题：
（1）从图甲可以看出该市生活垃圾的成分以 为主。
（2）下列对垃圾填埋场中有害元素含量的描述，正确的是_____。
A．有害元素含量随着垃圾堆放深度增加而增大
B．这三种有害元素在0~30cm层含量低于30~60cm层含量
C．这些垃圾因含有有害元素而毫无价值
（3）请你根据上述的信息，对于城市中垃圾的处理方法提出几条合理的建议或设想（写出两点） 。
【答案】（1）有机物（或 A）
（2）B
（3）分类收集；分类回收；制成肥料；制沼气；垃圾发电； 回收废电池；不乱扔垃圾， 加强科研，提高垃圾利用效率等合理答案均可
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据题中所给图示结合垃圾的正确处理方式分析。
【解答】（1）由图甲可知，该市生活垃圾以有机物为主；
（2）由图示可知， 有害元素含量随着垃圾堆放深度增加不一定增大，A错误；这三种有害元素在0－30cm层含量小于30－60cm层含量，B正确；这些垃圾含有金属元素，虽然有害，但正确利用仍有价值，C错误；
（3）城市中垃圾应分类收集或制成肥料或制沼气或垃圾发电，要提醒市民不能乱扔垃圾等。
故答案为：（1）有机物（或A）；（2）B；（3）分类收集；分类回收；制成肥料；制沼气；垃圾发电； 回收废电池；不乱扔垃圾， 加强科研，提高垃圾利用效率等合理答案均可 。
四、解答题
17．（2021九上·诸暨期中）阅读下列材料。
新型铸铁材料 蠕墨铸铁在高碳铁液中加入稀土合金，得到断口呈“花斑”状，石墨为蠕虫状蠕墨铸铁（又称蠕铁）。蠕铁是具有片状和球状石墨之间的过渡形态铸铁，片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同。蠕铁是一种具有良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能的新型铸铁材料。蠕铁广泛用于制造汽车发动机、汽车制动零件、排气管等。国产蠕铁中的蠕化剂均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅钙合金等。国产蠕铁技术冲破了国外的技术封锁，助推我国发动机制造技术迈向世界领先水平。
回答下列问题：
（1）蠕墨铸铁从材料分类看属于 材料（填“有机合成”或“金属”）。
（2）蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其独特的 （填“物理”或“化学”）性质。
（3）片状石墨和球状石墨的组成元素 （填“相同”或“不同”)。
（4）工业上采用赤铁矿石（主要成分为氧化铁）炼铁的反应原理是 。（用化学方程式表示），其中 是还原剂
（5）要炼出含铁90％的生铁100吨，至少需要Fe2O3质量分数为80％的铁矿石多少吨？（计算结果取整数）
【答案】（1）金属
（2）物理
（3）相同
（4）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；CO
（5）解：设需要赤铁矿石的质量为x．
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
80%x 100t×90%
x=160.7t
答：需要赤铁矿石 161t．
【知识点】根据化学反应方程式的计算；材料的利用与发展
【解析】【分析】本题考查的是材料的知识，完成此题。根据已有的材料的类别、题干提供的信息结合物质的性质和用途的关系进行分析解答。
【解答】(1) 蠕墨铸铁从材料分类看属于金属 。
(2) 蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能等独特的物理性质
(3)片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同，组成元素都是碳元素，是相同的 。
(4)炼铁的反应原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 其中CO还原剂 。
18．阅读以下材料，回答相关问题．
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”．
纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象．随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改变．由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”．纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：1．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色．尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑．金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于l%，约几微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能．还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.2．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，当晶体达到纳米尺寸时却截然不同．例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃．此特性可应用于粉末冶金工业.3．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变．例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电．此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领.4．特殊力学性质：氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂．研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸钙等纳米材料构成．纳米金属要比传统金属硬3～5倍．金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金刚石制品还要坚硬．
纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性，介电性能、声学特性以及化学性能等方面．纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用，如图是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地．
请回答下列问题：
（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成 ．（选填：“导体”或“绝缘体”）
（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，请对此种材料提出一项可以应用于人体的设想：
（3）小东针对纳米材料的“特殊光学性质”，提出了一个问题：金属的颜色会变黑吗？
请你判断这是不是一个可以探究的科学问题．答：
（4）请你针对纳米材料“特殊热学性质”，提出一个可以探究的科学问题： ．
【答案】（1）绝缘体
（2）人造牙齿
（3）不是
（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
【解答】解：（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成绝缘体；（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，应用于人体的设想是人造牙齿、人造骨骼等．（3）金属的颜色会变黑不是一个可以探究的科学问题，其探究的价值不高．（4）针对纳米材料“特殊热学性质”，提出可以探究的科学问题是：纳米晶体的熔点与其直径有关吗？或纳米晶体的直径越小，它的熔点如何变化？
故答案为：（1）绝缘体；（2）人造牙齿；（3）不是；（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗．
19．阅读《碳纳米管》．
碳纳米管
小雨在中国科技馆内看到了对“碳纳米管”材料的介绍后（如图1所示），想更加详细的了解，于是就上网搜索．她了解到碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能．如图2所示，它是由一些柱形的碳管同轴套构而成，直径大约在1 到30nm 之间，长度可达到1μm（1μm=103nm）．这种管完全由碳原子构成，并可看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴，卷曲360°而形成的无缝中空管，相邻管子之间的距离约为0.34nm．碳纳米管的抗拉强度最大可达到2×1011Pa，是钢的100倍，密度却只有钢的 ，它是最强的纤维，在强度与重量之比方面，这种纤维是最理想的．如果用碳纳米管做成绳索，是迄今唯一可从月球挂到地球表面而不会被自身重量拉折的绳索，如果用它做成地球﹣﹣月球载人电梯，人们来往月球和地球便方便了．用这种轻而柔软、结实的材料做防弹背心那就更加理想了．
碳纳米管可用于锂离子电池负极材料．碳纳米管的层间距为0.34nm，略大于石墨的层间距0.335nm，这有利于Li+的嵌入与迁出，它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+ 从外壁和内壁两方面嵌入，又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石墨层剥离而造成负极材料的损坏．碳纳米管掺杂石墨时可提高石墨负极的导电性，消除极化．实验表明，用碳纳米管作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显著提高负极材料的嵌Li+ 容量和稳定性．
碳纳米管对接触它的人的眼睛、皮肤会引起不适，可能会引起呼吸系统的疾病，对某些水生生物来说是有毒的．因此研究人员表示，在碳纳米管未来发展前景问题上，必须慎重和有准备地进行权衡．人们还没有充分了解其对环境和人类健康的影响，应防止它作为大规模生产材料进入环境中．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）两个Li+之间有相互 （选填“吸引”或“排斥”）的作用．
（2）请写出碳纳米管的优点 （写出一条即可）；请设想一种碳纳米管材料在未来生产生活中的应用 ．
（3）小雨在对碳纳米管的资料进行整理后，提出了以下几个问题，你认为可探究的问题是 （选填选项前的字母）．
A．碳纳米管容易导电吗？
B．碳纳米管为什么这么薄？
C．碳纳米管在生活中有什么用处？
D．碳纳米管的抗拉强度与它的直径有什么关系？
【答案】（1）排斥
（2）抗拉强度大；做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池
（3）D
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；（2）碳纳米管密度小、强度大，可以作为制作防弹背心的材料；（3）在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
【解答】解：（1）两个Li+之间有相互排斥的作用．（2）碳纳米管的优点是抗拉强度大重量轻等，碳纳米管材料在未来生产生活中的应用实例有做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池．（3）碳纳米管是一种神奇的物质，要探究有价值的问题，碳纳米管的抗拉强度与它的直径有什么关系属于有价值的问题，故D正确．
故答案为：（1）排斥；（2）抗拉强度大；做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池；（3）D．
20．阅读短文，回答问题
气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》．气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，并且它耐磨且富有弹性．
宇航员穿上用加入18毫米厚的气凝胶层宇航服，能帮助宇航员扛住1400℃的高温和零下130℃的超低温．如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，那么，就算炸药直接炸中，对金属片也分毫无伤．
气凝胶表面有成百上千万的小孔，科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，它是非常理想的吸附水中污染物的材料．含有气凝胶的网球拍击球的能力超强．
（1）关于宇航服加入气凝胶的好处说法不正确的是
A．耐高温 B．抗压 C．导热性好 D．质量小
（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它 ．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的 好．
（4）气凝胶的密度为 kg/m3，一块20cm×15cm×10cm的长方形砖，质量为7.5kg，同样大小的一块气凝胶质量为 g．
【答案】（1）C
（2）多孔
（3）弹性
（4）3；9
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温；（2）因吸附水中污染物的材料应是多孔状、类似海绵结构，而气凝胶可以达到这个要求；（3）因为气凝胶耐磨且富有弹性，用气凝胶制成的网球拍，击球的能力会更强；（4）气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，据此换算单位解答即可．
【解答】解：（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温，故C不正确；（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它多孔．（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的弹性好．（4）气凝胶密度ρ=3mg/cm3=3kg/m3，砖的体积V砖=V气凝胶=20cm×15cm×10cm=3×103cm3，
根据ρ= 得，气凝胶的质量m=ρV气凝胶=3×103cm3×3mg/cm3=9000mg=9g．
故答案为：（1）C；（2）多孔；（3）弹性；（4）3；9．
21．请仔细阅读下文，并回答文后问题．
纳米陶瓷
纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶
瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点．采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质．
能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，
健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳米陶瓷充分体现了新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代人奉献的又一杰作．
（1）“神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点．
（2）纳米陶瓷刀 （选填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因为它 高；
（3）如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 （填字母）．
【答案】（1）耐高温
（2）不能；硬度
（3）c
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）由于飞船与空气摩擦呈炽热状态时都不会烧毁，所以联系题目中的“有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点”分析即可判断出此时所用到的纳米陶瓷所具有的特点；（2）据原题中的“完全无磁性”即能判断出纳米陶瓷刀能否被磁化，据题目中“硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍”即可判断其耐磨性好的原因；（3）由于原题中提到“纳米陶瓷刀的耐磨性好”，所以只需在相同的时间的情况下，分析哪一曲线的磨损程度最小即为该种材料所制的刀．
【解答】解：（1）由于飞船在炽热状态下都不会烧毁，即是由于飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点造成的；（2）由于该刀“完全无磁性”，即其不能被磁化，且耐磨性是由于硬度高造成的；（3）分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；
故答案是：（1）耐高温；（2）不能；硬度；（3）c．
22．请仔细阅读下文，并回答文后问题．
纳米陶瓷 纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点．采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无元法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质．能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代入奉献的又一杰作．
（1）纳米陶瓷的晶粒尺寸小于 m．
（2）“神舟七号”飞船与空气摩擦， 能转化为内能，使飞船舱呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点．
（3）纳米陶瓷刀 （选填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因为它的 高．
（4）如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 （填字母）．
【答案】（1）10﹣9
（2）机械；耐高温
（3）不能；硬度
（4）c
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）纳米是长度单位：1nm=10﹣9m；（2）由于飞船与空气摩擦呈炽热状态时都不会烧毁，所以联系题目中的“有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点”分析即可判断出此时所用到的纳米陶瓷所具有的特点；（3）据原题中的“完全无磁性”即能判断出纳米陶瓷刀能否被磁化，据题目中“硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍”即可判断其耐磨性好的原因；（4）由于原题中提到“纳米陶瓷刀的耐磨性好”，所以只需在相同的时间的情况下，分析哪一曲线的磨损程度最小即为该种材料所制的刀．
【解答】解：（1）纳米技术是各国竞相发展的一项技术，1nm=10﹣9m．当材料晶粒的直径小于1nm时，材料的性质就会出现奇异现象．（2）“神舟七号”飞船与空气摩擦，克服摩擦做了功，机械能转化为内能；由于飞船在炽热状态下都不会烧毁，即是由于飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点造成的；（3）由于纳米陶瓷刀“完全无磁性”，即其不能被磁化，且耐磨性是由于硬度高造成的；（4）分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；
故答案是：（1）10﹣9；（2）机械；耐高温；（3）不能；硬度；（4）c．
1 / 12023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 2.6 材料的利用与发展 同步练习
一、选择题
1．（2023·温州模拟）中国成功制造于航天军工等领域的芳纶纸。下列有关芳纶纸的性能描述中属于化学性质的是（ ）
A．隔热性好 B．耐腐蚀性强 C．绝缘性好 D．硬度高
2．（2022九上·镇海区期末）石墨烯是单层碳原子面材料，由其制成的石墨烯薄膜，具有超薄超轻，超强导热性、导电性和超优光敏性等优点。下列说法错误的是（ ）
A．石墨烯是一种碳单质，可用于新型电池电极
B．石墨烯由碳元素组成，完全燃烧只生成CO
C．石墨烯薄膜材料可用于智能手机、平板电脑等设备的散热层
D．石墨烯薄膜材料可用于穿戴设备和无线传感等领域
3．（2023九上·金华期末）下列冬奥会比赛用品的材料不属于合成材料的是（ ）
A．冰壶壶体—— 花岗石
B．滑雪板基础材料 聚乙烯
C．护目镜镜片 聚碳酸酯
D．冰 球 合成橡胶
4．（2022九上·金华月考）金华市“创全国文明城市”活动进行得如火如荼，其中垃圾分类回收利用是检查项目之一。垃圾分类既能节约资源，又能减少污染，符合可持续发展的要求。例如：废弃易拉罐、旧电线、铝材下脚料等可归为一类回收，它们均属于（ ）
A．有机合成材料 B．金属材料
C．非金属材料 D．氧化物
5．（2022九上·杭州期中）创造了10909m深潜新纪录的“奋斗者号”载人潜水器的外壳由钛合金制造。钛合金属于（ ）
A．金属材料 B．无机非金属材料
C．合成材料 D．有机物
6．（2022九上·瑞安期中）人类文明的进步离不开各种工具的发明与改进，下列工具主要由金属材料制成的是（ )
A．石器 B．石斧 C．青铜器 D．瓷碗
7．（2022九上·永康月考）下列成都出土的文物中，不属于金属材料的是（ ）
A．东汉说唱俑
B．“郫”字青铜戈
C．龙纹铅饼币
D．黄金面具
8．（2022九下·舟山月考）美国生物医学工程师使用3D打印技术，打印出一种弹性博膜，该薄膜是由柔软、易弯曲的硅材料制成，和人类心外膜的形状完全一致，内嵌感应器。若在病人心胜植入该薄膜，能利用感应器检测心脏的功能，并在病人出现心律不齐的情况下给予电疗刺激，根据以上叙述，对该技术下列观点合理的是（ ）
A．可制造具有特功能的“人造心脏”服务人类
B．3D打印机以细胞为材料打印弹性薄膜
C．能帮助人类战胜疾病，可忽视其潜在风险
D．可见人工制造的高等动植物将会很快出现
9．（2022·长兴模拟）2022年北京冬奥会火炬的外壳由碳纤维复合材料制成，具有“轻、固、美”的特点，在1000℃的温度下也不会起泡、开裂。火炬外壳材料的选择不需要考虑的因素是（ ）
A．密度小 B．硬度大 C．耐高温 D．导电性好
10．（2022·南浔模拟）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕冬奥会的纪念品所用材料不属于有机物的是（ ）
A．明信片的塑料封套
B．纪念章的铁质内芯
C．文化衫的纤维布料
D．纪念围巾的羊毛面料
二、填空题
11．（2023·路桥模拟）芯片制造是半导体工业中重要的一环，如图中铜板、硅、塑料板、氢氟酸(HF)都是芯片制造工业中的常用材料，请按要求回答下列问题：
（1）如图半导体工业材料中，属于有机材料的是 。
（2）芯片制造过程中的蚀刻要用到氢氟酸(HF)，HF中F元素的化合价 ，它也能蚀刻玻璃，其中一个反应的化学方程式是：CaSiO3+6HF=CaF2+SiF4↑+3X，X的化学式为
12．（2023·浙江模拟）自行车作为常用的代步工具，既轻便灵活，又符合环保要求，下图是一款自行车的示意图。请回答：
（1）所标物质中，属于有机合成材料的有 。
（2）车架表面刷漆主要是为了防锈，其原理是 。
13．（2023九上·长兴期末）目前，铁在生活和生产中都有着非常重要的作用。
（1）铁与铬(Cr)、镍(Ni) 等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料。以上叙述中不涉及到 (选填序号)。
A．合金 B．无机非金属材料
C．合成材料 D．复合材料
（2）某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，胃酸的主要成分是 (填化学式)。
14．（2022九上·舟山期中）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
（1）在上述步骤①②③中，属于氧化还原反应的是 （填序号）。
（2）金属矿物的储量有限，请写出一条保护金属资源的有效方法 。
15．（2022九上·镇海期中）纯电动车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的一类新能源车，如图是某款电动汽车。
（1）图中属于金属材料的有 （填序号）。
（2）新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车，电池充电反应为FePO4＋Li=LiFePO4，该充电反应属于基本反应类型中的
三、实验探究题
16．（2022九上·舟山期中）某校科学兴趣小组成员对市区生活垃圾的成分作了调查，结果如图甲；取市垃圾填埋场不同深度的垃圾样品，测定铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)三种有害元素的含量，得到数据如图乙。请根据这些信息回答下列问题：
（1）从图甲可以看出该市生活垃圾的成分以 为主。
（2）下列对垃圾填埋场中有害元素含量的描述，正确的是_____。
A．有害元素含量随着垃圾堆放深度增加而增大
B．这三种有害元素在0~30cm层含量低于30~60cm层含量
C．这些垃圾因含有有害元素而毫无价值
（3）请你根据上述的信息，对于城市中垃圾的处理方法提出几条合理的建议或设想（写出两点） 。
四、解答题
17．（2021九上·诸暨期中）阅读下列材料。
新型铸铁材料 蠕墨铸铁在高碳铁液中加入稀土合金，得到断口呈“花斑”状，石墨为蠕虫状蠕墨铸铁（又称蠕铁）。蠕铁是具有片状和球状石墨之间的过渡形态铸铁，片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同。蠕铁是一种具有良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能的新型铸铁材料。蠕铁广泛用于制造汽车发动机、汽车制动零件、排气管等。国产蠕铁中的蠕化剂均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅钙合金等。国产蠕铁技术冲破了国外的技术封锁，助推我国发动机制造技术迈向世界领先水平。
回答下列问题：
（1）蠕墨铸铁从材料分类看属于 材料（填“有机合成”或“金属”）。
（2）蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其独特的 （填“物理”或“化学”）性质。
（3）片状石墨和球状石墨的组成元素 （填“相同”或“不同”)。
（4）工业上采用赤铁矿石（主要成分为氧化铁）炼铁的反应原理是 。（用化学方程式表示），其中 是还原剂
（5）要炼出含铁90％的生铁100吨，至少需要Fe2O3质量分数为80％的铁矿石多少吨？（计算结果取整数）
18．阅读以下材料，回答相关问题．
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”．
纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象．随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改变．由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”．纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：1．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色．尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑．金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于l%，约几微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能．还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.2．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，当晶体达到纳米尺寸时却截然不同．例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃．此特性可应用于粉末冶金工业.3．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变．例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电．此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领.4．特殊力学性质：氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂．研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸钙等纳米材料构成．纳米金属要比传统金属硬3～5倍．金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金刚石制品还要坚硬．
纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性，介电性能、声学特性以及化学性能等方面．纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用，如图是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地．
请回答下列问题：
（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成 ．（选填：“导体”或“绝缘体”）
（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，请对此种材料提出一项可以应用于人体的设想：
（3）小东针对纳米材料的“特殊光学性质”，提出了一个问题：金属的颜色会变黑吗？
请你判断这是不是一个可以探究的科学问题．答：
（4）请你针对纳米材料“特殊热学性质”，提出一个可以探究的科学问题： ．
19．阅读《碳纳米管》．
碳纳米管
小雨在中国科技馆内看到了对“碳纳米管”材料的介绍后（如图1所示），想更加详细的了解，于是就上网搜索．她了解到碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能．如图2所示，它是由一些柱形的碳管同轴套构而成，直径大约在1 到30nm 之间，长度可达到1μm（1μm=103nm）．这种管完全由碳原子构成，并可看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴，卷曲360°而形成的无缝中空管，相邻管子之间的距离约为0.34nm．碳纳米管的抗拉强度最大可达到2×1011Pa，是钢的100倍，密度却只有钢的 ，它是最强的纤维，在强度与重量之比方面，这种纤维是最理想的．如果用碳纳米管做成绳索，是迄今唯一可从月球挂到地球表面而不会被自身重量拉折的绳索，如果用它做成地球﹣﹣月球载人电梯，人们来往月球和地球便方便了．用这种轻而柔软、结实的材料做防弹背心那就更加理想了．
碳纳米管可用于锂离子电池负极材料．碳纳米管的层间距为0.34nm，略大于石墨的层间距0.335nm，这有利于Li+的嵌入与迁出，它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+ 从外壁和内壁两方面嵌入，又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石墨层剥离而造成负极材料的损坏．碳纳米管掺杂石墨时可提高石墨负极的导电性，消除极化．实验表明，用碳纳米管作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显著提高负极材料的嵌Li+ 容量和稳定性．
碳纳米管对接触它的人的眼睛、皮肤会引起不适，可能会引起呼吸系统的疾病，对某些水生生物来说是有毒的．因此研究人员表示，在碳纳米管未来发展前景问题上，必须慎重和有准备地进行权衡．人们还没有充分了解其对环境和人类健康的影响，应防止它作为大规模生产材料进入环境中．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）两个Li+之间有相互 （选填“吸引”或“排斥”）的作用．
（2）请写出碳纳米管的优点 （写出一条即可）；请设想一种碳纳米管材料在未来生产生活中的应用 ．
（3）小雨在对碳纳米管的资料进行整理后，提出了以下几个问题，你认为可探究的问题是 （选填选项前的字母）．
A．碳纳米管容易导电吗？
B．碳纳米管为什么这么薄？
C．碳纳米管在生活中有什么用处？
D．碳纳米管的抗拉强度与它的直径有什么关系？
20．阅读短文，回答问题
气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》．气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，并且它耐磨且富有弹性．
宇航员穿上用加入18毫米厚的气凝胶层宇航服，能帮助宇航员扛住1400℃的高温和零下130℃的超低温．如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，那么，就算炸药直接炸中，对金属片也分毫无伤．
气凝胶表面有成百上千万的小孔，科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，它是非常理想的吸附水中污染物的材料．含有气凝胶的网球拍击球的能力超强．
（1）关于宇航服加入气凝胶的好处说法不正确的是
A．耐高温 B．抗压 C．导热性好 D．质量小
（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它 ．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的 好．
（4）气凝胶的密度为 kg/m3，一块20cm×15cm×10cm的长方形砖，质量为7.5kg，同样大小的一块气凝胶质量为 g．
21．请仔细阅读下文，并回答文后问题．
纳米陶瓷
纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶
瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点．采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质．
能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，
健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳米陶瓷充分体现了新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代人奉献的又一杰作．
（1）“神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点．
（2）纳米陶瓷刀 （选填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因为它 高；
（3）如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 （填字母）．
22．请仔细阅读下文，并回答文后问题．
纳米陶瓷 纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点．采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无元法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质．能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代入奉献的又一杰作．
（1）纳米陶瓷的晶粒尺寸小于 m．
（2）“神舟七号”飞船与空气摩擦， 能转化为内能，使飞船舱呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 的特点．
（3）纳米陶瓷刀 （选填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因为它的 高．
（4）如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 （填字母）．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】物质的鉴别、推断；材料的利用与发展
【解析】【分析】化学性质指需要通过化学变化才能体现出来的性质。
【解答】ACD均属于物理性质，B耐腐蚀性需要通过腐蚀后的化学变化才能体现出来的性质。
故答案为：B
2．【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据文中所给石墨烯的特点分析。
【解答】A、 石墨烯是一种碳单质，具有导电性，可用于新型电池电极 ，不符合题意；
B、 石墨烯由碳元素组成，完全燃烧生成CO2 ，符合题意；
C、 石墨烯薄膜材料超薄超轻，超强导热性， 可用于智能手机、平板电脑等设备的散热层 ，不符合题意；
D、 石墨烯薄膜材料具有超优光敏性等优点 ，可用于穿戴设备和无线传感等领域 ，不符合题意；
故选B。
3．【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶分析。
【解答】花岗石属于无机非金属材料；
故选A。
4．【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据易拉罐、电线、铝材都属于金属材料分析。
【解答】 废弃易拉罐、旧电线、铝材下脚料等都属于废弃的金属材料；
故选B.
5．【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括金属及合金分析。
【解答】钛合金属于金属材料；
故选A。
6．【答案】C
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括金属和合金分析。
【解答】A、石器所用材料为天然材料，不符合题意；
B、石斧所用材料为天然材料，不符合题意；
C、青铜器所用材料为合金，属于金属材料，符合题意；
D、 瓷碗所用材料为无机非金属材料，不符合题意；
故选C。
7．【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据金属材料包括纯金属和合金分析。
【解答】A 东汉说唱俑所用材料是陶瓷，为无机非金属材料，符合题意；
B、 “郫”字青铜戈所用材料为合金，属于金属材料，不符合题意；
C、 龙纹铅饼币所用材料为铅，属于金属材料，不符合题意；
D、 黄金面具所用材料为金属材料，不符合题意；
故选A。
8．【答案】A
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】此题考查的是生物技术在实际生活中的应用，结合“人造心外膜"诞生的原理及选项分析解答。
【解答】A.根据题意，此技术可以制造具有特功能的“人造心脏”服务人类，故A正确。
B.由题意可知，3D打印机以硅材料打印弹性薄膜，故B错误。
C.人造的有机体如果扩散到自然界，引发生物基因变化，有可能造成环境灾难，故不能忽视其潜在风险，故C错误。
D.从人造心脏到人造高等动植物差距还比较大，需要克服的问题也很多，故D错误。
故选A。
9．【答案】D
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】性质决定用途，也可根据用途推测物质的性质。
【解答】“轻”即体积相同的物质质量小，也就是密度小；“固”即材料的硬度大；“1000℃下不气泡，不开裂”，即材料耐高温，而没有任何信息说明材料导电性好，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
10．【答案】B
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据含碳元素的化合物为有机物（碳酸盐、碳的氧化物等除外），不含碳的化合物为无机物分析。
【解答】 明信片的塑料封套 、文化衫的纤维布料 、纪念围巾的羊毛面料所用材料都是有机物， 纪念章的铁质内芯属于金属材料，不属于有机物；
故选B。
11．【答案】（1）C
（2）-1；H2O
【知识点】元素化合价的规则与计算；质量守恒定律及其应用；材料的利用与发展
【解析】【分析】常见的材料有：金属材料，如：生铁，钢，白铜，黄铜等；无机非金属材料，如 ：陶瓷，水泥，玻璃等。有机高分子材料，如：天然纤维，天然橡胶等；塑料，如聚乙烯，聚氯乙烯等；合成纤维，如涤纶，晴纶，尼龙等；合成橡胶，如丁苯橡胶，顺丁橡胶等；氢元素的化合价为正一价。可根据质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类与数目保持不变来分析反应前后物质元素的组成。
【解答】（1）A、铜属于金属材料；B、硅是一种非金属单质；C、塑料属于有机合成材料；D、氢氟酸是一种酸。故答案为：C或塑料板；
（2）由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类与数目保持不变，反应前：1个钙原子、1个硅原子、3个氧原子、6个氢原子、6个氟原子；反应后：1个硅原子、4个氟原子、6个氢原子、3个氧原子，所以X 中含有1个钙原子和2个氟原子，其化学式为CaF2；故答案为：CaF2。
12．【答案】（1）塑料、橡胶
（2）隔绝空气（或氧气）和水
【知识点】材料的利用与发展；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）根据合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶分析；
（2）根据隔绝水和氧气的防锈原理分析。
【解答】（1）所标物质中，钢、不锈钢都属于金属材料，塑料、橡胶属于合成材料；
（2） 车架表面刷漆是隔绝空气中氧气和水，以达到防锈目的；
故答案为：（1）塑料、橡胶；（2） 隔绝空气（或氧气）和水 。
13．【答案】（1）B
（2）HCl
【知识点】酸与碱的反应及用途；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据各种材料的定义和分类解答；
（2）根据胃酸的成分解答。
【解答】（1）不锈钢属于合金，聚乙烯纤维属于合成材料，而防护服材料属于合成材料，就是没有无机非金属材料，故选B。
（2）胃酸的主要成分为稀盐酸，化学式为HCl。
14．【答案】（1）①②③
（2）在生活中新型材料代替金属材料
【知识点】还原反应与金属的冶炼；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据有化合价的升高或降低的反应为氧化还原反应分析；
（2）根据寻找替代产品、合理开采金属矿物、防止金属锈蚀、金属材料回收利用等都是保护金属资源的方法分析。
【解答】（1） 步骤①为碳与氧气充分反应生成二氧化碳，属于氧化还原反应，②为二氧化碳和炭反应生成一氧化碳，属于氧化还原反应，③为一氧化碳与氧化铁的反应，属于氧化还原反应；
（2）寻找替代产品、合理开采金属矿物、防止金属锈蚀、金属材料回收利用等都是保护金属资源的方法。
故答案为：（1）①②③ ；（2） 在生活中新型材料代替金属材料等 。
15．【答案】（1）②③
（2）化合反应
【知识点】化合反应和分解反应；材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据“多变一”的反应为化合反应分析。
【解答】（1）金属材料包括纯金属和合金，所给材料中铝合金、镀铬不锈钢为金属材料；
（2）所给反应中反应物为两种物质，生成物为一种物质，属于化合反应；
故答案为：（1） ②③ ；（2）化合反应。
16．【答案】（1）有机物（或 A）
（2）B
（3）分类收集；分类回收；制成肥料；制沼气；垃圾发电； 回收废电池；不乱扔垃圾， 加强科研，提高垃圾利用效率等合理答案均可
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】根据题中所给图示结合垃圾的正确处理方式分析。
【解答】（1）由图甲可知，该市生活垃圾以有机物为主；
（2）由图示可知， 有害元素含量随着垃圾堆放深度增加不一定增大，A错误；这三种有害元素在0－30cm层含量小于30－60cm层含量，B正确；这些垃圾含有金属元素，虽然有害，但正确利用仍有价值，C错误；
（3）城市中垃圾应分类收集或制成肥料或制沼气或垃圾发电，要提醒市民不能乱扔垃圾等。
故答案为：（1）有机物（或A）；（2）B；（3）分类收集；分类回收；制成肥料；制沼气；垃圾发电； 回收废电池；不乱扔垃圾， 加强科研，提高垃圾利用效率等合理答案均可 。
17．【答案】（1）金属
（2）物理
（3）相同
（4）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；CO
（5）解：设需要赤铁矿石的质量为x．
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160 112
80%x 100t×90%
x=160.7t
答：需要赤铁矿石 161t．
【知识点】根据化学反应方程式的计算；材料的利用与发展
【解析】【分析】本题考查的是材料的知识，完成此题。根据已有的材料的类别、题干提供的信息结合物质的性质和用途的关系进行分析解答。
【解答】(1) 蠕墨铸铁从材料分类看属于金属 。
(2) 蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能等独特的物理性质
(3)片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同，组成元素都是碳元素，是相同的 。
(4)炼铁的反应原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 其中CO还原剂 。
18．【答案】（1）绝缘体
（2）人造牙齿
（3）不是
（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
【解答】解：（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成绝缘体；（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，应用于人体的设想是人造牙齿、人造骨骼等．（3）金属的颜色会变黑不是一个可以探究的科学问题，其探究的价值不高．（4）针对纳米材料“特殊热学性质”，提出可以探究的科学问题是：纳米晶体的熔点与其直径有关吗？或纳米晶体的直径越小，它的熔点如何变化？
故答案为：（1）绝缘体；（2）人造牙齿；（3）不是；（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗．
19．【答案】（1）排斥
（2）抗拉强度大；做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池
（3）D
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；（2）碳纳米管密度小、强度大，可以作为制作防弹背心的材料；（3）在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
【解答】解：（1）两个Li+之间有相互排斥的作用．（2）碳纳米管的优点是抗拉强度大重量轻等，碳纳米管材料在未来生产生活中的应用实例有做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池．（3）碳纳米管是一种神奇的物质，要探究有价值的问题，碳纳米管的抗拉强度与它的直径有什么关系属于有价值的问题，故D正确．
故答案为：（1）排斥；（2）抗拉强度大；做成耐拉的绳索、做成防弹背心、用于电池；（3）D．
20．【答案】（1）C
（2）多孔
（3）弹性
（4）3；9
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温；（2）因吸附水中污染物的材料应是多孔状、类似海绵结构，而气凝胶可以达到这个要求；（3）因为气凝胶耐磨且富有弹性，用气凝胶制成的网球拍，击球的能力会更强；（4）气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，据此换算单位解答即可．
【解答】解：（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温，故C不正确；（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它多孔．（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的弹性好．（4）气凝胶密度ρ=3mg/cm3=3kg/m3，砖的体积V砖=V气凝胶=20cm×15cm×10cm=3×103cm3，
根据ρ= 得，气凝胶的质量m=ρV气凝胶=3×103cm3×3mg/cm3=9000mg=9g．
故答案为：（1）C；（2）多孔；（3）弹性；（4）3；9．
21．【答案】（1）耐高温
（2）不能；硬度
（3）c
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）由于飞船与空气摩擦呈炽热状态时都不会烧毁，所以联系题目中的“有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点”分析即可判断出此时所用到的纳米陶瓷所具有的特点；（2）据原题中的“完全无磁性”即能判断出纳米陶瓷刀能否被磁化，据题目中“硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍”即可判断其耐磨性好的原因；（3）由于原题中提到“纳米陶瓷刀的耐磨性好”，所以只需在相同的时间的情况下，分析哪一曲线的磨损程度最小即为该种材料所制的刀．
【解答】解：（1）由于飞船在炽热状态下都不会烧毁，即是由于飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点造成的；（2）由于该刀“完全无磁性”，即其不能被磁化，且耐磨性是由于硬度高造成的；（3）分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；
故答案是：（1）耐高温；（2）不能；硬度；（3）c．
22．【答案】（1）10﹣9
（2）机械；耐高温
（3）不能；硬度
（4）c
【知识点】材料的利用与发展
【解析】【分析】（1）纳米是长度单位：1nm=10﹣9m；（2）由于飞船与空气摩擦呈炽热状态时都不会烧毁，所以联系题目中的“有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点”分析即可判断出此时所用到的纳米陶瓷所具有的特点；（3）据原题中的“完全无磁性”即能判断出纳米陶瓷刀能否被磁化，据题目中“硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍”即可判断其耐磨性好的原因；（4）由于原题中提到“纳米陶瓷刀的耐磨性好”，所以只需在相同的时间的情况下，分析哪一曲线的磨损程度最小即为该种材料所制的刀．
【解答】解：（1）纳米技术是各国竞相发展的一项技术，1nm=10﹣9m．当材料晶粒的直径小于1nm时，材料的性质就会出现奇异现象．（2）“神舟七号”飞船与空气摩擦，克服摩擦做了功，机械能转化为内能；由于飞船在炽热状态下都不会烧毁，即是由于飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点造成的；（3）由于纳米陶瓷刀“完全无磁性”，即其不能被磁化，且耐磨性是由于硬度高造成的；（4）分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；
故答案是：（1）10﹣9；（2）机械；耐高温；（3）不能；硬度；（4）c．
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