登陆21世纪教育 助您教考全无忧
第6节 材料的利用与发展
姓名 学号
一、我学会了
1、人类材料的发展史： 时代→ 新石器时代→ 时代→青铜器时代
→ 时代→新材料时代。
新型材料：新型材料是指那些新 或正在发展中的、具有优异
并能满足技术进步所需的材料。如 材料、 材料、
材料、 材料、 材料、 材料等。
以铜为原料制备硫酸铜：
方法一：铜能与 在加热条件下反应，生成硫酸铜、同时生成
和 。
方法二：铜加热生成 ，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和 。
方法三：将铜与硝酸银反应生成 ，然后将硝酸铜和 反应，生成氢
氧化铜和硝酸钠，最后利用氢氧化铜和 反应制取硫酸铜
4、制备物质工艺的选择方法原则：根据 、 、 、 等。
二、我理解了
5、材料是人类文明进步的标志。下列不同时代物品的材料在加工、制取过程中只发生
物理变化的是-------------------------------------------------------------------------------（ ）
A．石器 B．青铜器 C．铁器 D．高分子材料
6、科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是
A．厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质 （ ）
B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物
C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化
D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应
7、塑料的使用方便了人类的生活，但由此也带来了“白色污染”。下列解决“白色污
染”的合理措施是--------------------------------------------------------------------------（ ）
A．焚烧废旧塑料袋 B．废弃塑料掩埋处理
C．禁止使用塑料制品 D．使用可降解塑料
8、材料与人类生活密切相关。下列物品是由有机合成材料制成的是-------------（ ）
A．羊毛衫 B．塑料脸盆 C．不锈钢餐具 D．玻璃杯
9、“绿色化学”能实现零排放(即反应物中的原子利用率达到100%)。CO和H2在一定
条件下按照不同的比例可以合成不同的有机化工原料。根据零排放的要求，以CO
和H2合成的有机物不可能是------------------------------------------------------------（ ）
A．甲醇(CH4O) B．乙醇(C2H6O) C．甲醛(CH2O) D．乙酸(C2H4O2)
10、用光导纤维制造内窥镜，探视病人内脏疾病，这是利用了光导纤维---------（ ）
A. 不发生光辐射 B. 能传输大量信息，且不怕腐蚀
C. 无论怎样绕曲，都能很好地传导光线 D. 熔点高，耐高温
11、用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射
下可重新展开，恢复成原状。关于此天线制作材料的描述错误的是-----------（ ）
A. 具有形状记忆功能 B. 具有很低的熔点
C. 具有良好的延展性 D. 具有良好的导电性
12、中科院广州化学研究所采用最新的纳米技术成功地开发了“用二氧化碳制取全降解
塑料”的新技术。下列说法错误的是------------------------------------------------（ ）
A. 该技术有助于减少“白色污染” B. 该技术有助于缓解“温室效应”
C. 该技术开辟了利用二氧化碳的新途径 D. 全降解塑料不属于有机合成材料
13、从金属材料的发展历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百
年的事，这个先后顺序跟什么有关？--------------------------------------------------（ ）
①金属的活动性 ②地壳中金属元素的含量 ③金属的延展性 ④金属的导电性
⑤金属冶炼的难易程度
A．①④ B．①⑤ C．②③ D．④⑤
14、全世界每年产生有害物达3亿～4亿吨，对环境造成危害，甚至威胁着人类的生存，
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”研究对环境无污染的清洁能源的开发
B．“绿色化学”研究可降解塑料的开发
C．“绿色化学”就是从源头上消除污染
D．“绿色化学”就是研究形状记忆合金的开发与应用
15、金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质。
(1)钛合金是21世纪的重要材料，具有熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好
的“相容性”等优良性能。金属的下列用途：①用来做保险丝；②用来制人造骨；
③用于制造船舶；④用于制造航天飞机。其中与钛合金性能符合的是 (填序号)。
(2)铁是一种最主要的金属材料，实验室里用一氧化碳还原氧化铁得到铁，实验过程中，
先通入一氧化碳的目的是 。
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：
写出②③两步的化学方程式： 、 。
(3)矿物的储量有限，而且不可再生，我们必须保护金属资源并进行金属的回收利用。
某兴趣小组同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应
先加入 ，反应的化学方程式为、 、
； 充分反应后过滤，滤渣中含有 。
继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。
16、生铁是铁和碳的合金。为测定某炼铁厂生产的生铁样品中铁的质量分数，科学兴趣
小组的同学称得该生铁样品6.0 g，放入烧杯中，向其中加入65.0 g稀硫酸，恰好完
全反应(假设杂质不参与反应)。测得的实验数据如下：
反应前 反应后
烧杯及其中物质的质量 97.0 g 96.8 g
请你完成有关计算(结果保留一位小数)：
(1)反应放出的氢气是多少？
(2)生铁样品中铁的质量分数是多少？
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 1 页） 版权所有@21世纪教育网(共21张PPT)
新型材料的出现，大大推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
一、材料发展历史
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
石斧石箭头
铁器农具
青铜兵器
你知道这些材料出现的早晚顺序吗？
石器
陶器
青铜器
铁器
橡胶
1、材料的发展历程：
石器
陶器
青铜器
钢铁的使用
合成材料的使用
新型材料的使用
原始社会
火的发明
商朝
春秋晚期
100多年前
21世纪
标志着生产力的不断发展
在掌握湿法炼铜技术之后，制造出了种类繁多的青铜器。
随着炼铁技术的掌握，人们制造了犁，
促使农业发展。
大量合成材料的诞生，更使人们
的生活越来越精彩。
二、新型材料
1、什么是新型材料
指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。
光纤材料
2、新型材料类型
光电子信息材料
先进复合材料
超级陶瓷材料
新型金属材料
新型高分子材料
超导材料
树脂基复合材料 金属基复合材料
陶瓷基复合材料 碳纤维复合材料
纳米陶瓷
记忆合金、铝合金、金属玻璃
导电塑料做成的塑料电池
人工器官、可降解材料、
高吸水性高分子
3、新型材料优异特性
超级塑料制成的头盔，防弹、抗压、撞不破
超级陶瓷质地坚韧，
制成的刀具削铁如泥
超级玻璃能根据光
照的强度改变颜色
纳米材料制成的手机，可以防水
4、纳米材料
纳米材料是指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
纳米材料与普通材料相比，在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。
例如，一般的陶瓷材料脆性较大，可是用纳米陶瓷粉末烧成的陶瓷却有很好的韧性，即使被撞倒也不破裂；
新型纳米油墨的色调更浓，书写字迹色泽更好；
将纳米铅粉末加入到固体燃料中，就会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。
金属纳米材料
纳米（nm）是一个长度概念，1纳米是1米的十亿分之一（10-9米 ），20 纳米约为一根头发丝的三千分之一。
金属纳米材料具有很多金属材料通常没有的优异性能。例如，金属在常温下有很好的韧性与延展性，但在低温时则很脆，而纳米铜（Cu）和纳米铬（Cr）的交替多层结构在零下269℃仍有较高的延展性。纳米金属的熔点大幅度降低，如块状金熔点高达1064℃，而线度为2纳米的金粉327℃就融化了，可为较低温度下形成合金提供新工艺。因为金属纳米微粒对环境中的光、热、湿度和温度极为敏感，因此可将金属纳米材料（如铂、钯等）用于传感器的制造。在火箭燃料中添加 1%的超细铝（Al）粉或镍（Ni）粉，燃烧效率可成倍提高。
三、材料制造与环境保护
人们在制造材料的过程中会产生许多污染。
为了减少污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺。
某厂想利用存积的废料——铜屑来制备硫酸铜，作为农药波尔多液的主要原料，以满足市场需求。如果你们是该厂的技术开发小组，请你们设计几种制备的方案。
以铜为主要原料制备硫酸铜
工艺可行性探究
1、提出问题
以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
2、设计制备方法
方案一：铜与浓硫酸在加热条件下生成
硫酸铜、水、二氧化碳。
Cu + H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑ + H2O
原理：
方案二：铜加热生成氧化铜加稀硫酸生成
硫酸铜和水。
原理：
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O
2Cu + O2 == 2CuO
方案三：将铜与硝酸银反应生成硝酸铜，然后将硝酸铜
和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和硝酸钠，最
后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜。
Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+ 2NaNO3
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
原理：
请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方
面进行讨论，交流并探讨绿色工艺的可行性。
利用率低、会产生污染
方案一：
原料利用率高，无污染。
方案二：
方案三：
成本高、步骤繁锁
3、工艺评价
化学工业给社会带来巨大财富和众多产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
在化学工业中，除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。
炼钢与“三废”的回收利用
炼钢过程中会产生大量的棕色烟气，其主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等，因此工厂安装了回收设备，将这些“放在错误地点的原料”进行回收利用。
例如：从烟气中回收的氧化铁尘粒可以用来炼钢
；得到的一氧化碳可以做化工原料或燃料 ；烟气带出的热量可以用于制造水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣可以用
来做矿渣水泥，含
磷量较多的炉渣则
可加工成磷肥等。
1.塑料的使用方便了人类的生活，但由此也带
来了“白色污染”。下列解决“白色污染”的合
理措施是------------------------------------（ ）
A.焚烧废旧塑料袋 B.废弃塑料掩埋处理
C.禁止使用塑料制品 D.使用可降解塑料
D
2. “绿色化学”能实现零排放(即反应物中的原子
利用率达到100%)。CO和H2在一定条件下按
照不同的比例可以合成不同的有机化工原料。
根据零排放的要求，以CO和H2合成的有机物
不可能是--------------------------------------（ ）
A．甲醇(CH4O) B．乙醇(C2H6O)
C．甲醛(CH2O) D．乙酸(C2H4O2)
B
3.某市有一家工厂处理含铜垃圾的生产流程如下：
写出上述生产流程中与提取铜直接有关的 A、
B、C 三步反应的化学方程式。
A. _________________________________
B. _________________________________
C. _________________________________
2Cu + O2 == 2CuO
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
4. 某大型高炉年产生铁4×106吨（设生铁的含铁
质量分数为96%，在冶炼过程中铁的损耗不计），
则需要含铁的质量分数为 50% 的赤铁矿石多少
万吨？
解：
设需铁矿石的质量为X 吨
X × 50% = 4×106吨 × 96%
X = 7.68×106吨
答：需铁矿石7.68×106吨
5. 我国早在春秋战国时期就开始炼铁、应用金属
铁。请你用化学方程式表示用一氧化碳还原氧化
铁的化学反应原理_______________________
Fe2O3 + 3CO == 2Fe + 3CO2
高温
