第一单元 材料的加工处理
(时间：30分钟)
考查点一 电化学
1．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是 ( )。
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用
解析 该电池铝为负极，氧气为正极，所以电池工作时，电流由铂电极沿导线流向铝电极，所以B错误。
答案 B
2．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 ( )。
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
解析 电解是最强有力的氧化还原手段，有些在通常条件下不能发生的反应(如本题中铜与稀硫酸)通过电解的方法可以发生反应。阳极反应：Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑(起始)，随着电解的进行，阳极产生的Cu2＋浓度增大，在电场的作用下向阴极移动，由于Cu2＋的氧化性大于H＋，因此Cu2＋也会在阴极放电生成铜，即阴极上先是H＋得电子放出H2，后是Cu2＋得电子析出Cu。因此在整个电解过程中，起始时H＋的浓度不断减小，随后基本保持不变。
答案 BC
考查点二 金属表面处理
3．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是 ( )。
A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有亚铁离子
解析 根据电镀原理，应用镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，因此选A。
答案 A
4．钢铁“发蓝”是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中，在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130 ℃反应。其过程可以用如下化学方程式表示：
①3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
②6Na2FeO2＋NaNO2＋===5H2O3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH
③Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O===Fe3O4＋4NaOH下列说法正确的是( )。
A．反应①不是氧化还原反应
B．该生产过程不产生任何污染
C．整个反应过程中，每有5.6 g Fe参加反应转移0.8 mol电子
D．反应②中的氧化剂是NaNO2
解析 ①中Fe是还原剂，NaNO2为氧化剂，是氧化还原反应，A错；②中NaNO2是氧化剂，Na2FeO2是还原剂，D对；整个反应过程中产生的NH3污染环境，B错；由元素守恒可知3Fe→Fe3O4,3 mol Fe转移8 mol电子。则0.1 mol Fe参加反应生成Fe3O4转移 mol电子，C错。
答案 D
考查点三 金属的腐蚀技术
5．铜是重要的金属材料。
(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为________。电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是________，电解液中必须含有的阳离子是________。
(2)在100 mL 18 mol·L－1浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的H2SO4为________mol。
(3)电子工业曾用质量分数为30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新得到FeCl3溶液，设计如下实验流程。
上述流程中，所加试剂的化学式为：X________，Y________，Z________；第⑥步反应的离子方程式为
___________________________________________________。
解析 用30%的FeCl3溶液腐蚀有铜箔的绝缘板印刷电路板时发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，废液中会含有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋；加入铁粉后，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；滤渣中含有过量的Fe和Cu，加入盐酸：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；通入Cl2后，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
答案 (1)O2 粗铜 Cu2＋
(2)小于0.9
(3)Fe HCl Cl2 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
6．(北京朝阳)铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
(1)铜可采用如下方法制备：
火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2
湿法炼铜：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
上述两种方法中，铜元素均被________(填“氧化”或“还原”)成铜单质。
(2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
方法一：用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O，实验室模拟回收过程如下：
①证明步骤1所加FeCl3溶液过量的方法是
_____________________________________________________。
②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是
_____________________________________________________。
A．HNO3
B．H2O2
C．KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2，此时Fe3＋完全沉淀，可选用的“试剂1”是________。(写出一种即可)
④蒸发浓缩CuCl2溶液时，要滴加浓盐酸，目的是________(用化学方程式并结合简要的文字说明)，再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl2·2H2O。
方法二：用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜时，其热化学方程式是：
Cu(s)＋H2O2(l)＋H2SO4(aq)===CuSO4(aq)＋2H2O(l) ΔH1＝－320 kJ·mol－1
又知：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔH2＝－196 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－286 kJ·mol－1
则反应Cu(s)＋H2SO4(aq)===CuSO4(aq)＋H2(g)的ΔH＝________。
(3)欲实现反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料(填“Cu”或“C”)。
解析 本题考查实验探究，难度中等。(2)①检验Fe3＋的试剂为KSCN溶液；②所加的氧化剂的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，但是不能引进新的杂质离子，所以最适合的是H2O2；③溶液显酸性，加CuO或者Cu(OH)2或者CuCO3与H＋反应，促进Fe3＋的水解，生成Fe(OH)3；④加盐酸的目的是抑制Cu2＋的水解。(3)该反应不能自发进行，所以必须选用电解池的装置，铜作为电解池的阳极即可。
答案 (1)还原 (2)方法一 ①取少量充分反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，证明所加FeCl3溶液过量 ②B ③CuO或Cu(OH)2(答案合理均可) ④CuCl2在溶液中能发生水解反应，CuCl2＋2H2O??Cu(OH)2＋2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制其水解
方法二：＋64 kJ·mol－1
(3)
课件31张PPT。第一单元 材料的加工处理1．已知氧化性Fe3＋＞Cu2＋，写出Fe3＋与Cu反应的离子方程式？
提示 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2．什么是电解？
提示 在外加直流电作用、阴、阳离子分别在两极上发生氧化反应和还原反应，由电能转化为化学能。
3．氢氟酸是一种弱酸，为什么它还可以蚀刻玻璃？
提示 HF具有很强的腐蚀性，可与玻璃中的SiO2反应。
4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。
1．知道材料是社会进步的物质基础，了解材料加工和性能优化与化学科学发展之间的关系。
2．知道金属表面处理技术的重要性。通过实验探究活动，了解铝的阳极氧化，了解利用电解原理进行金属表面处理的方法。
3．以氢氟酸蚀刻玻璃、用氯化铁制作电子线路板的工艺为例，了解化学腐蚀在材料加工处理中的应用。
1.铝的阳极氧化
(1)铝及铝合金的 ，能使铝及铝合金的表面生成 。
(2)铝的阳极氧化：把铝片接到电源的 ，在稀硫酸中用直流电电解，铝片表面生成较厚的 ，这种方法叫做阳极氧化。经过抛光处理的铝制品，表面再经过阳极氧化生成透明的 ，增强了铝制品的 和
能力。阳极氧化膜中有微孔，在接近100 ℃的水中，氧化膜发生水化，体积膨胀，其中的微孔被挤紧堵塞。由于有孔层具有很强的吸附性能，在封孔处理前，添加有机染料可以将膜染成各种鲜艳的颜色。阳极氧化致密的氧化膜正极氧化铝绝缘膜阳极氧化膜抗腐蚀抗机械划伤2．电镀
(1)概念：电镀是运用 原理，在金属器件表面形成一薄层有 、 的金属镀膜的过程。
(2)电镀原理：通常，在镀槽中，待镀的金属器件与电源的
极连接作阴极，镀层金属与电源的 极连接作 极，所使用的电镀液含有镀层金属离子。通电后，电镀液中的金属离子在 的作用下移动到阴极放电形成电镀层， 极的金属形成金属离子进入电镀液，使得电镀液中镀层金属离子的浓度 。电解抗腐蚀抗磨损能力负正阳电位差阳几乎保持不变
1.氢氟酸蚀刻玻璃
(1)氢氟酸：氢氟酸是一种 酸，是 的水溶液。氟化氢是 色 体， 毒， 溶于水，它的水溶液(或氢氟酸)能与玻璃中的二氧化硅反应生成 气体，反应的方程式为 。
(2)蚀刻玻璃：利用氢氟酸对玻璃的腐蚀作用可以将玻璃的一面腐蚀，使之变得不透明，制成“ ”，也可利用这一方法在玻璃上雕刻 、 。弱氟化氢气极易四氟化硅4HF＋SiO2=== SiF4↑＋2H2O毛玻璃花纹图案制成工艺品无有2．电路板的制作
(1)Fe3＋的氧化性：Fe3＋具有氧化性，在酸性溶液中其氧化性较强。如它在酸性溶液中与KI溶液混合，生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为：
再如Fe3＋在酸性溶液中氧化Cu，反应的离子方程式为：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)浓三氯化铁溶液腐蚀敷铜板：在电子工业上，用浓三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作 是化学腐蚀加工的另一个常见的例子。
在敷铜板上，用类似照相复印的方法将设计好的电子线路用
印在铜箔上，然后将图形以外不受感光胶保护的铜箔用浓三氯化铁溶液腐蚀除去，反应的化学方程式为：
上述反应中，Cu在FeCl3浓溶液中被 为Cu2＋，Fe3＋被
为Fe2＋。 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2印刷电路板感光胶氧化还原 氢氟酸有毒，在实验室做实验时剩余的氢氟酸应该如何处理？
提示 氢氟酸是有毒气体HF的水溶液，实验时要注意安全，实验后的废液及剩余的氢氟酸要放到指定的容器中，不能任意排放，以免污染环境。【慎思1】 通过铝的阳极氧化形成的氧化膜其孔隙应用什么封闭？为什么？
提示 沸水
使电解时生成的氧化铝转化为水合氧化铝(Al2O3·H2O或Al2O3·3H2O)、体积增大(33%至100%)，这是铝的氧化膜水化后能够封闭孔隙的原因。【慎思2】 电镀时，添加剂的作用是什么？
提示 电镀工艺要求镀层厚度均匀，光滑致密，与底层金属的附着力强，因此需加表面活性剂改善镀层性能；加配合剂，控制金属在镀件上的析出速率；加入一定量的糖作整平剂；缓冲剂可稳定镀层酸度等。如在铜上镀银实验中：加味精降低溶液的表面张力；加乙二胺四乙酸钠盐为配合剂，控制金属析出速率；加醋酸钠作为缓冲剂，稳定镀层酸度；加尿素为缓冲剂，防止银镀层泛黑，提高镀层的光泽亮度；加少量蔗糖作整平剂等。 【慎思3】
金属材料表面的耐腐蚀性能提高的方法：用化学方法改变金属材料表面的成分。常见的有：(1)在足够高的温度下，金属表面渗入某些其他元素；(2)用电化学方法或其他化学方法在金属表面形成具有防腐性能的氧化物膜或金属盐膜。
本方法是利用电化学方法使铝及铝合金表面生成致密的氧化 膜。
(1)铝的阳极氧化实验装置(装置图如下)1. 铝的阳极氧化(2)装置特点：铝片与直流电源正极相连作阳极；阴极材料可用碳棒；电解质溶液为20%的硫酸。
(3)阳极氧化法处理铝的优点：增强了铝制品的抗腐蚀和抗机械划伤能力，外表更加美观。
(4)钢铁为何进行发蓝处理
一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行发蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命。像武器、弹簧、钢丝等，就是常用这种方法来保护的。铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠相互作用生成四氧化三铁氧化膜。其反应方程式为：3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O===3Na2Fe2O4＋NH3↑
＋7NaOHNa2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O=== Fe3O4＋4NaOH
这层氧化膜呈黑色或黑蓝色，它结构致密，具有较强的抗腐蚀能力。 (1)定义：电镀是指运用电解的原理，在金属器件表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜的过程。
(2)电镀装置特点：待镀金属器件与直流电源负极相连作阴极，镀层金属与电源正极相连作阳极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。
(3)电镀是电解原理的应用之一。电镀的基本原理是电镀液中的金属离子在电位差的作用下移动到阴极表面放电(析出金属)形成电镀层，阳极金属形成金属离子进入电镀液，电镀液中镀层金属离子的浓度几乎保持不变。2．电镀(4)电镀的工艺要求：镀层厚度均匀、光滑致密、与底层金属的附着力强。
①表面活性剂：其作用有两方面：a.除去表面的油污，使镀液易于在电极表面均匀铺展开来；b.附着在电极表面，对金属离子在电极上的放电起到一定的阻碍作用，使金属镀层细致均匀。
②配合剂：
a．其作用为使金属离子与其形成配合离子，明显降低金属离子的浓度，使金属在镀件上的析出速率得到控制，从而得到质量较好的镀层。
b．从前使用的配合剂氰化物有剧毒，应尽量减少其使用，更环保的替代品正在不断研究中。 下列叙述正确的是 ( )。
①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率
②镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀
③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极
④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
A．①②③④⑤ B．①③④⑤
C．①③⑤ D．②④【例1】解析 ①Zn置换出Cu，Cu附在Zn表面，可形成Cu－Zn原电池，使Zn被腐蚀速率加快，也就是产生H2速率加快。①正确。②镀层破损后，马口铁中形成Fe－Sn原电池，Fe较活泼，被腐蚀速率加快；白铁中形成Zn－Fe原电池，Zn较活泼被腐蚀，Fe被保护，②不正确。③电镀时镀层金属作阳极，镀件作阴极。③正确。④正确。⑤正确。
答案 B
电镀是电解的一种应用，也是金属表面处理的一种方法，金属的防腐措施多样化，其中电化学法是目前常用的方法之一。 将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜。某校课外兴趣小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。
(1)铝件表面形成Al(OH)3的电极反应式是_______________。
(2)电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定(不能太大，也不能太小)的原因是___________________。
(3)用NaHCO3溶液作电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为_______________。【体验1】
使用金属材料及其他材料时，需要进行有目的的加工，除机械处理外，有时还要进行化学加工，如化学腐蚀法进行处理。
1．利用氢氟酸与玻璃的成分(SiO2)的反应，可以用于蚀刻玻璃，制作毛玻璃或其他玻璃工艺品。其反应原理为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
2．电子工业上，用浓三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作印刷电路板也是应用化学腐蚀法。其反应原理为：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：
________________________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应：________，
负极反应：_______________________。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤。【例2】(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式：____________________________。
劣质不锈钢腐蚀的实验现象____________________________。解析 三氯化铁腐蚀电路板的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2===
Fe2＋＋Cu2＋；由离子方程式知铜失去电子，所以铜作负极，三氯化铁作电解质溶液，(装置见答案)正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负极反应：Cu－2e－===Cu2＋；由表中的数据可以看出应该将亚铁离子氧化为三价铁离子，然后调节pH为3.2到4.7之间，具体步骤为：①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋；②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7；③过滤；劣质不锈钢在某些盐溶液中腐蚀现象明显。所以可制得的盐有CuCl2、CuSO4，则最佳实验是用CuO和稀硫酸反应，方程式：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu；现象为不锈钢表面有紫红色物质生成。答案 (1)2Fe3＋＋Cu ===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)装置图：
正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；
负极反应：Cu－2e－===Cu2＋
(3)①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋；②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7；③过滤[除去Fe(OH)3]
(4)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 不锈钢表面有紫红色物质生成
金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化成金属离子，除杂的关键是试剂的选择和试剂的添加顺序。 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu2===FeCl2＋CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结论不可能出现的是 ( )。
A．烧杯中有铜无铁 B．烧杯中有铁无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
解析 铁的还原性比铜强，FeCl3首先氧化Fe；只有Fe反应完后，剩余的FeCl3才能再氧化Cu。故烧杯中有铁无铜是不可能的。
答案 B 【体验2】第二单元 材料组成的优化
(时间：30分钟)
考查点一 合金与纳米材料
1．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.5
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 595
2 200
3 000
其中不能形成合金的是 ( )。
A．Cu和Al B．Fe和Cu
C．Fe和Na D．Al和Na
解析 形成合金的两种金属必须在同一温度下都能熔化而且不能达到沸点。只有C不符合。
答案 C
2．(浙江台州)材料是人类生存和社会发展的物质基础，不同的材料功能各不相同。以下都是有关材料的内容，试根据所给内容回答问题。
(1)氢能是未来能源最佳选择之一，氢能的利用涉及氢的储存、输运和使用。贮氢合金是解决氢的储存等问题的重要材料。贮氢合金中最具代表的是镧-镍合金(LaNi5)，已知LaNi5(s)＋3H2(g)LaNi5H6(s)
ΔH＝－31.77 kJ·mol－1。
镧-镍合金的熔点比镧、镍的熔点________(填“高”“低”或“介于两者之间”)，根据反应原理，形成LaNi5H6的化学反应条件是________。最近有人提出可以研制出一种性能优越的催化剂，可以大大提高贮氢合金的贮氢能力，你认为该讲法可信吗？________(填“可信”或“不可信”)，其理由是______________________________________________________________。
(2)无机非金属材料是日常生活中不可缺少的物质，它往往具有高强度、耐高温、耐腐蚀的特点。Si3N4就是一种重要的精细陶瓷，合成氮化硅的方法之一为：
3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO。Si3N4属于________晶体，在上述反应中氧化剂为________。
解析 (1)合金的熔点比成分金属的熔点低；反应原理是气体分子数减小的放热的可逆反应，故应采取低温、高压的条件；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，没法提高贮氢合金的贮氢能力。
(2)根据其“高强度、耐高温、耐腐蚀”的特点，可判断它应属于原子晶体；N元素价态的变化是0价→－3价，在反应中得到电子，作氧化剂。
答案 (1)低 低温、高压 不可信 该反应是可逆反应，使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，更不可能大大提高贮氢合金的贮氢能力
(2)原子 N2
考查点二 硅与二氧化硅
3．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是 ( )。
①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析 光导纤维主要原料的成分是SiO2；光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射。②、③正确。
答案 B
4．工业上由粗硅制取高纯硅有以下反应：①Si(s)＋3HCl(g)===SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH＝－381 kJ·mol－1；
②SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)。对上述反应的说法中正确的是
( )。
A．均为置换反应和氧化还原反应
B．反应①、②实际上互为可逆反应
C．由于反应①放热，则反应②可能是吸热的，也可能是放热的
D．提高SiHCl3产率，应采用加压和升温的办法
解析 由①和②两个反应可知，都是单质和化合物反应，生成新的单质和化合物，并且都有电子的得失，故二者均为置换反应和氧化还原反应。又由于①和②可看成向两个方向进行的反应，但反应条件不同，故不属于可逆反应，B错；一个化学反应的一个方向为放热反应，则另一方向必为吸热反应，C错；由平衡移动原理可知，提高SiHCl3产率，应采用减压和降温的办法，D错。
答案 A
考查点三 硅酸盐材料
5．下列表述正确的是 ( )。
①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由涂加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④
C．③④⑤ D．③⑤
解析 人造刚玉主要成分是氧化铝，玛瑙的成分是二氧化硅，涂加氧化亚铜的玻璃为有色玻璃，变色眼镜是掺有溴化银的眼镜。
答案 D
6．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是
( )。
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
解析 本题考查玻璃的制法与性质；制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英，A项正确；玻璃不是晶体，称作玻璃态物质，它没有固定熔点，B项错误；普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起的物质，C项正确；玻璃中含有SiO2，它能够被碱溶液腐蚀：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，故盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，D项正确。
答案 B
7．江苏省东海县矿产丰富，除了水晶制品名扬天下外，蛭石、蛇纹石等矿石储量大，品位高，其相关的耐火、保温隔热材料(主要成分为MgO、Al2O3)工业也较发达。某中学化学探究小组通过查阅相关资料，对蛭石的组成进行了实验探究。
Ⅰ.相关资料：①蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；
②氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH：
氢氧化物
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Al(OH)3
沉淀的pH范围
1.5～4.1
9.4～12.4
3.3～5.2
Ⅱ.相关实验：
Ⅲ.实验数据：
①矿石样品质量为：8.22 g
②实验过程中得到固体的质量：A—2.40 g、D—2.14 g、F—1.56 g
③每次转化所得固体成分只有一种
请你根据以上内容和中学化学知识回答以下问题：
(1)过滤操作需要的玻璃仪器有：
_____________________________________________________________。
(2)写出由D制一种红色颜料的化学方程式：
_____________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)工业上的耐火材料通常由F及滤液E进一步转化而成，请你根据滤液E中可能含有的成分，设计一个从滤液E制取耐火材料的实验方法：_______________________________________________________________。
(4)滤液B与NaOH溶液反应时，应控制溶液的pH在7～8之间，这是因为_______________________________________________________________。
(5)通过计算，写出用氧化物的形式表示蛭石组成的化学式：_____________________________________________________________。
解析 本题关键是要看明白流程图各步的反应以及原理。混合物MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2加入盐酸，得固体A为SiO2，滤液中加入氢氧化钠得沉淀D为Fe(OH)3，滤液C中含有Mg2＋和AlO，通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(1)过滤操作所需的玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒。(2)D制一种红色颜料的化学方程式：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。(3)所得的滤液E中含有Mg2＋，因而可加入碱生成氢氧化镁沉淀，然后加热分解即得耐火材料氧化镁。(4)根据表中数据，控制溶液的pH在7～8之间，Mg2＋没有变化，Al3＋转化为AlO，只有Fe(OH)3沉淀。
(5)n(SiO2)＝＝0.04 mol
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
214 g 1 mol
2．14 g n(Fe2O3)
列式解得：n(Fe2O3)＝0.01 mol
m(Fe2O3)＝0.01 mol×160 g·mol－1＝1.60 g
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
156 g 1 mol
1．56 g n(Al2O3)
列式解得：n(Al2O3)＝0.01 mol
m(Al2O3)＝0.01 mol×102 g·mol－1＝1.02 g
m(MgO)＝8.22 g－2.40 g－1.60 g－1.02 g＝3.20 g
n(MgO)＝＝0.08 mol
则n(MgO)∶n(Fe2O3)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)＝0.08 mol∶0.01 mol∶0.01 mol∶0.04 mol＝8∶1∶1∶4
即该蛭石矿的组成为8 MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2。
答案 (1)漏斗、烧杯、玻璃棒
(2)2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(3)将所得的滤液E加热煮沸一定时间(或向滤液中加入足量的NaOH溶液)，再进行过滤、洗涤、干燥，最后进行高温灼烧
(4)根据表中数据，控制溶液的pH在7～8之间，Mg2＋没有变化，Al3＋转化为AlO，只有Fe(OH)3沉淀
(5)8MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2
课件37张PPT。第二单元 材料组成的优化1．什么是合金？
提示 金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合
物。2．玻璃的原料、反应原理和成分？
3．我国“文房四宝”中墨是由什么制成的
提示 “文房四宝”是指笔、墨、纸、砚，其中墨是由纳米
级颗粒的松烟制成的。
4．“光纤”又称光导纤维，其主要成分是什么？
提示 光导纤维属新型无机非金属材料。主要成分是SiO2。
1．知道材料的性能与其组成和结构的关系，认识改变材料组成是优化材料性能的重要手段。
2．知道合金的基本类型，了解常见合金、稀土合金、贮氢合金的组成、性能及其用途。
3．认识主要的硅酸盐材料，了解水泥、普通玻璃的主要成分、生产原料和生产过程。了解钾玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃和彩色玻璃等特种玻璃的制造工艺。了解陶瓷的生产工艺及精细陶瓷的特殊性能和应用。
4．认识硅在信息材料制造和应用中的重要性，了解单晶硅和光纤的制造原理和应用。
5．知道纳米材料的制造方法，了解纳米材料的特性及应用。
1.合金
(1)合金的基本类型：制造各种合金，就是通过改变材料的组成获得具有特殊性能的金属材料。合金可分为三种基本类型：
相互 、形成 ，如Cu、Zn形成的黄铜合金；
相互起 ，形成 ，如Al-Ti合金，它的
耐腐蚀性比不锈钢高100倍；相互 ，形
成 ，如焊锡。溶解金属固溶体化学作用金属化合物混合机械混合物(2)贮氢合金的结构特点：某些 晶体结构中，原子排列得十分紧密，具有良好的贮氢性能，常用做贮氢材料。它们的表面有 或 作用，能使氢分子分解成 进入金属内部，仍然保持合金的晶体结构，能贮存的氢气量极大。
2．硅酸盐材料和特种陶瓷
硅酸盐材料是以含硅物质为原料高温烧制而成的。
、 、 等都是硅酸盐材料。
(1)水泥
①原料： 和 为主要原料， 为辅料。
②主要成分： 、 、 。稀土合金催化活化氢原子水泥玻璃陶瓷石灰石黏土石膏粉硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙(2)玻璃
①原料：普通玻璃是以 、 、 为原料。
②主要成分：普通玻璃的主要成分是 、 、
。
(3)陶瓷
①主要原料：黏土。
②性能与用途：用黏土制作的胚体有的表面还涂上釉。不同的陶瓷使用的黏土 不同，烧制的 也不同。陶瓷 、耐 、耐 、 、易 ，应用十分广泛。化学实验使用的 、 也是陶瓷制品。纯碱石灰石石英沙硅酸钠硅酸钙二氧化硅纯度温度抗氧化酸碱腐蚀高温绝缘成型坩埚蒸发皿与金属材料和有机高分子材料相比，陶瓷的 更强。但陶瓷有脆性且抗拉、抗弯和抗冲击性差。化学家用改变陶瓷组分的方法研制出具有高强度、耐高温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等多方面特殊功能的新一代无机非金属材料—— 。抗腐蚀能力精细陶瓷性能 超纯硅 Si＋2Cl2===SiCl4或Si＋3HCl===SiHCl3＋H2 熔融 1900～2000℃ 光纤
1. 纳米材料的定义
纳米材料又称 ，其颗粒直径大小为1～100 nm。因其颗粒等级属于纳米级而得名。
2．纳米材料的特性与应用
纳米材料是由纳米级颗粒积聚而成的。纳米材料在 、
、 、 等方面显示出许多与宏观材料迥然不同的特性，它已成为当今材料科学研究的热点之一。人们预计21世纪将是纳米材料大规模实用化的时期，因此纳米材料被誉为“ ”。超细微材料化学光学电磁学力学跨世纪的新材料3．纳米材料的制造方法
高纯度的纳米颗粒是无法用通常的 获得的，因为机械粉碎法只能得到直径为 以上的粉料，而且在粉碎过程中易混入杂质。
纳米材料可以通过 或 方法制得。化学方法主要是利用化学反应使原子或分子 形成纳米颗粒。 机械粉碎法1000nm物理化学聚集、沉淀 Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，那么硅酸盐如何用氧化物表示其组成？
提示 表示顺序为：活泼的金属氧化物·较活泼的金属氧化物·二氧化硅·水。如高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4可表示为：Al2O3·2SiO2·2H2O。
钢筋混凝土的成分是什么？
提示 钢筋、石子、沙子、水泥。【慎思1】 【慎思2】 光导纤维传递信息的优点是什么？
提示 ①传播过程中信息能量损失少，②传播快，③廉价。
钢化玻璃是怎样由普通玻璃制造的？
提示 把普通玻璃放入电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，即得钢化玻璃。钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4～6倍，不易破碎，破碎时没有尖锐的棱角，不易伤人。钢化玻璃和普通玻璃的成分相同。【慎思3】 【慎思4】
1．合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
一般来说，合金的性能优于纯金属，合金的熔点比它的各成分金属熔点都低，硬度比它的各成分金属大。但合金的性质并不是各成分金属性质的总和。
2．合金可分为三种基本类型：(1)相互溶解，形成金属固溶体，如黄铜合金；(2)相互起化学作用，形成金属化合物；如铝-钛合金；(3)相互混合，形成机械混合物，如焊锡。3．铝合金：金属铝中加入其他元素如铜、镁、硅、锌、锂等，即形成各种性能优良的铝合金。
(1)性质特征：铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。
(2)用途：铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业，如汽车车轮的骨架，硬盘抽取盒等。另外，还广泛用于制造飞机构件。4．贮氢合金是指某些稀土合金，它们的晶体表面有催化或活化作用，能使氢分子分解成氢原子进入金属内部，而不改变合金的晶体结构。
(1)贮氢合金的代表是镧—镍合金。
(2)合金的贮氢过程是可逆反应，吸氢过程，放出热量；解吸过程，吸收热量。温度低有利于吸氢；温度高有利于解吸。
(3)应用：利用贮氢材料在吸(放)氢时放(吸)热的特点，可制造贮氢合金的空调器；利用贮氢合金对氢的优异选择性精制氢气，可获得纯度高达99.999 9%的氢气。 下图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是 ( )。
A．稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性
比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：
Fe＋ 6HNO3(稀)===
Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最
大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱【例1】 解析 A项，由图示可知当Cr含量小于13%时，稀硝酸对合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸强，当Cr含量大于13%时，稀硝酸对合金腐蚀性较弱。B项，稀硝酸与金属反应时，其还原产物应是NO。C项，Cr含量大于13%时，硫酸对合金腐蚀性最强，由于溶液密度没有给出，硫酸中氢离子浓度不一定最大。D项，由图示可知，随着Cr含量增加，稀硝酸对合金腐蚀性减弱。
答案 D合金的性能优越于纯金属，可以提高其耐腐蚀性、硬度、韧性、强度等。但熔入的其它金属或非金属也并非越多性能就越好。 汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志最近发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除水银外，还含锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法中不正确的是 ( )。
A．汞合金是一种具有金属特性的物质，易导热导电
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性【体验1】解析 合金具有金属特性，A正确；合金一般强度和硬度比组成金属的大，B正确；合金的熔点一般低于其各成分的熔点，但汞合金例外，作为补牙材料，熔点不可能低于汞，C错；作为补牙材料不能有毒性，D正确。
答案 C
1． 水泥
( 1)生产过程
将原料按比例混合后，研磨成生料，高温煅烧得熟料(主要成分是CaSiO3)，再加石膏(主要成分是CaSO4·2H2O)研成粉末得普通硅酸盐水泥。(2)普通硅酸盐水泥2.玻璃
(1)普通玻璃(2)几种玻璃的特性和用途3.陶瓷
(1)陶瓷生产
(2)陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、高温、绝缘、易成型等优点，古代陶瓷器，历经千百年还是艺术珍品。4．特种陶瓷是有别于传统或普通陶瓷而言的，又称为精细陶瓷、新型陶瓷等。
特种陶瓷是在传统陶瓷的基础上发展起来的，是指采用精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行的结构设计及便于控制的制备方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。特种陶瓷一般分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类，结构陶瓷是指用于各种结构部件，以发挥其机械、热化学和生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用电、磁、声、光、热、弹性等性质以实现某种使用功能的先进陶瓷，也可以叫做特种功能陶瓷。 下列物品或设备：
①水泥路桥 ②门窗玻璃 ③水晶镜片 ④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维 ⑧计算机芯片
所用材料为SiO2或要用到SiO2的是 ( )。
A．⑥⑧ B．①②⑦⑧
C．①②③④⑤⑦ D．全部
解析 硅太阳能电池和计算机芯片用到的材料为晶体硅。
答案 C【例2】
SiO2用途广泛，是光导纤维中的主要成分，而Si属半导体材料，主要用于制作电器元件、芯片、太阳能电池等。 青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是 ( )。
A．青石棉是一种硅酸盐材料
B．青石棉中含有一定量的石英晶体
C．青石棉的化学组成可表示为：
Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原【体验2】解析 硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO3·H2O跟硝酸反应时，失去3 mol电子，故能使1 mol HNO3被还原。
答案 B
纳米技术的发展，将给我们的生活带来极大的变化。“纳米技术”就是通过物理或化学方法，将物质粉碎成“纳米级”微粒。这种微粒比头发丝的十万分之一还要细，要在20万倍以上的电子显微镜下才能看得清楚。自九十年代初开始兴起的纳米技术，可以带来信息、能源、交通、医药、食品、纺织、环保等诸多领域的新变革，大大提升我们的生活质量。如在玻璃表面涂一层渗有纳米化氧化钛的涂料，那么普通玻璃马上变成具有自己清洁功能的“自净玻璃”，不用人工擦洗；计算机在普遍采用纳米化的材料后，可以缩小成为“掌上电脑”，体积将比现在的笔记本式电脑还要小得多。 普通的材料，通过纳米化处理，更能增添许多神奇特性。如陶瓷经过纳米化加工，可制成陶瓷弹簧、刀具等；而一些固体变成纳米化微粒后，不仅黏附力增强，还新添了对紫外线的吸收性质，除了可制成抗掉色的口红，还可开发出防灼的高级化妆品。此外，利用纳米化材料特殊的磁、光、电等性质，还可以开发出难以数计的新的元器件，在信息工程、生物工程等方面发挥重要作用，从而衍生出新兴的高科技产业群。 “纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料，纳米碳就是其中一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，所形成的物质 ( )。
①是溶液 ②是胶体 ③能产生丁达尔效应 ④能透过滤纸 ⑤不能透过滤纸 ⑥静置后会析出黑色沉淀
A．①④⑤ B．②③④ C．②③⑤ D．①③④⑥
解析 纳米材料的粒子直径为几纳米至几十纳米，属于胶体粒子的范围，将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，所形成的物质属于胶体，具有胶体的性质。
答案 B【例3】纳米是一个长度单位1 nm＝10－9 m。而纳米材料又称超微粒材料，其直径在1～100 nm之间被称为“跨世纪的新材料”。 下列关于胶体的认识错误的是 ( )。
A．鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液生成白色沉淀，属于
物理变化
B．纳米材料微粒直径一般从几纳米到几十纳米(1 nm＝10－
9m)，因此纳米材料属于胶体
C．往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸会产生沉淀而后沉淀
逐渐溶解，这是先发生聚沉，然后发生中和反应
D．化工厂常用高压电除去废气中的烟尘，是因为烟尘微粒
带电荷【体验3】解析 A项为盐析的过程，盐析为可逆过程，并且属于物理变化。B项胶体属于一种分散系而纳米材料不是分散系。C项属于胶体的聚沉，即在胶体中加电解质，电解质电离产生与胶粒带相反电荷的离子中和了胶粒所吸附的电荷，消除了胶粒间的相互斥力，从而使胶体发生聚集，形成大颗粒而沉淀，同时Fe(OH)3又与加入的H2SO4发生反应生成Fe2(SO4)3而溶解。D项烟尘微粒形成的分散系为气溶胶，胶粒带电，所以可以利用高压电除尘。
答案 B 第三单元 复合材料的制造
(时间：30分钟)
考查点一 复合材料的优良性能
1．某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料具有的性质或用途是 ( )。
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥
C．②③④ D．③④⑤
解析 以碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应兼有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此，该碳纤维增强复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。
答案 A
2．钢筋混凝土复合材料的基体是 ( )。
A．水泥 B．沙子
C．钢筋 D．混凝土
解析 本题考查知识点一，钢筋混凝土是一种复合材料，混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物，作基体，钢筋作增强体。
答案 D
考查点二 新型无机非金属材料
3．我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是
( )。
A．氧化铝陶瓷 B．氮化硅陶瓷
C．光导纤维 D．玻璃钢
解析 氧化铝陶瓷是一种耐高温结构材料，经常用来做高级耐火材料，导热性好。光导纤维是一种玻璃纤维，主要用于通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。玻璃钢是一种复合材料，强度高而密度小，经常用于游乐车、水上游艇、餐桌椅等产品的生产。而氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性且耐磨损，耐高温且不易传热，不仅可以降低柴油机质量、节省燃料，而且能提高热效率，可用于制造发动机部件的受热面。
答案 B
4．氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3＋N2＋3C===2AlN＋3CO，下列叙述正确的是 ( )。
A．在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol电子
C．氮化铝中氮元素的化合价为－3价
D．氮化铝属于复合材料
解析 通过给出的反应分析可知，反应中N元素的化合价由0价降为－3价，Al和O的价态没变，C元素由0价升高为＋2价，所以氮气是氧化剂，碳为还原剂，选项A错；生成2 mol AlN时，氮气应得到6 mol电子，选项B错；根据氮化铝的性质可知，它是一种新型无机材料，不是复合材料，选项D错。
答案 C
5．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是 ( )。
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
解析 高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身还具有很多优点，如耐高温、高硬度、不怕氧化等，所以A选项错误。氮化硅陶瓷是重要的结构材料，有许多优点，如耐腐蚀性较强，但都可以跟氢氟酸反应，所以B选项错误。光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，且抗干扰能力好，不发生电辐射，能防窃听等，所以C、D选项正确。
答案 CD
6．某新型无机非金属材料A，由两种非金属元素组成，其中所含元素的化合价为其最高正价或最低负价，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。A可由化合物B经下列反应制得：①B＋NH3→C[C的化学式为Si(NH2)4]；②C经隔绝空气高温分解得到A。为探究B的组成，进行了下图所示的转化实验，图中G、F、H均为难溶于水的物质，且为白色粉末，图中字母代表的均为中学化学常见的物质。
请回答下列问题：
(1)写出化合物B和化合物G的化学式________、________。
(2)A可能所属的晶体类型是________，在A晶体中，每个显正价原子周围结合的另一种原子的个数是________。
(3)写出反应②的离子方程式：
___________________________________________________________。
(4)写出C经隔绝空气高温分解得到A的化学方程式：
_____________________________________________________________。
(5)分析反应③，你能得出的结论是________(合理即可)。
解析 由可知，E中含有Cl－，即B为氯化物，由可知：F是一种酸性比碳酸弱的非金属氧化物对应的水化物，即为硅酸或原硅酸，则C为硅化物，因此B为SiCl4。Si(NH2)4隔绝空气高温分解可得A，可知A是由Si和N组成的化合物，根据硅和氮元素的价态可知A的化学式为Si3N4，另一种生成物为NH3，据此可得C分解的化学方程式为：3Si(NH2)4Si3N4＋8NH3↑。
答案 (1)SiCl4 AgCl
(2)原子晶体 4
(3)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(4)3Si(NH2)4Si3N4＋8NH3↑
(5)H2CO3的酸性比H2SiO3强(或C的非金属性比硅强等)
课件17张PPT。第三单元 复合材料的制造1．什么是复合材料？
提示 由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的。
2．复合材料由几部分组成？
提示 两部分。增强体和基体。
1．知道什么是复合材料，认识复合材料是新材料一个重要的发 展方向。
2．了解复合材料的分类、组成与性能特点，了解其应用。 通常复合材料由基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。例如混凝土中的水和水泥是 ，沙和砾石则是 。玻璃钢是用 作为基体材料， 作为增强材料，由酚醛树脂把玻璃纤维一层一层黏结而成的。基体材料增强材料酚醛树脂玻璃纤维1. 钢筋混凝土
钢筋混凝土是最常见的复合材料。混凝土以 为结构，形成最常见的建筑用复合材料——钢筋混凝土。
2．搪瓷
搪瓷也是常见的复合材料，是 与 结合而成的复合材料。它是在金属表面涂上类似于玻璃的 ，在高温下烧结而成的。它的基体材料是钢板、铁、铝、铜、银等金属材料制成的胚体，外层有 。钢筋金属无机材料瓷釉瓷釉耐热性好 防热层 火箭喷嘴 铝 中碳钢 钛 铝 钛、铝 汽车 机械 3．纤维增强陶瓷
用纤维增强陶瓷做成的瓦片粘贴在航天飞机的机身上，使航
天飞机能安全穿越 返回地球。大气层1． 聚合物基复合材料
主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球棍和滑雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤维与聚酯的复合体，可以用于结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材料和船体等，其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于汽车塑料发动机，使发动机质量减小，节约燃料。2．陶瓷基复合材料
为改变陶瓷的脆性，将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制成的复合材料有一定的韧性，不易碎裂，而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料可成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为防弹衣的材料。3．金属基复合材料
在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内衬可制造化学反应釡；金属表面镀铬可使表面光亮；金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性，可作为抗气蚀材料用于水轮机、汽轮机的不锈钢叶片上，延长其使用年限；在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电路片。
复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于 ( )。
A．复合材料的使用可使导弹能承受超高温的变化
B．复合材料的使用可使导弹的质量减轻
C．复合材料的使用可使导弹承受超高强度的改变
D．复合材料的使用可使导弹承受温度的剧烈变化
解析 导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以提高射程是利用其密度小、质量轻的特点。
答案 B【例1】
复合材料具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等优点。 下列关于复合材料的说法不正确的是 ( )。
A．复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的
B．复合材料保持了原材料的优点，又优于原材料的特点
C．在复合材料中，基体起骨架作用
D．在复合材料中，增强体起骨架作用
解析 复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，但这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，复合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的基体。
答案 C【体验1】 C3N4和Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷，下列说法正确的是 ( )。
A．C3N4和Si3N4晶体中含有共价键
B．C3N4和Si3N4中N的化合价为＋3
C．C3N4和Si3N4易与水反应生成NH3
D．C3N4晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度小
解析 B项中N的化合价为－3。C项中C3N4和Si3N4都是原子晶体，不能发生水解反应。D项中C－N键比Si－N键的键能大，C3N4的硬度比Si3N4的硬度大。
答案 A【例2】
材料的结构决定了材料的性能，要了解材料的性质必须要知道材料的结构特点。 新型无机非金属材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需要在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意 ( )。
A．通入充足的氧气 B．避免与氧气接触
C．可在氮的气氛中合成 D．通入少量氧气
解析 非氧化物陶瓷的名称决定了这类陶瓷应在隔绝氧气的氛围中合成。
答案 BC 【体验2】
