第二节 金属的腐蚀和防护
第一课时 金属的腐蚀
基础巩固
1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下,不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈
D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生
解析金属腐蚀的本质是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,A错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要通过电流的作用,B错误;钢铁电化学腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,C错误;只有选项D正确。
答案D
2下列叙述不正确的是( )
A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥空气里不易被腐蚀
C.用铝制铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀
D.原电池中电子经外电路由负极流入正极
解析活泼金属作负极,铝比铁活泼,铝作负极被腐蚀,C项错误。
答案C
3下列事实中,与电化学腐蚀无关的是( )
A.在空气中,光亮的银表面逐渐变暗
B.为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块
C.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
D.镀锡的铁制品镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
解析A项,属于化学腐蚀;B项,船壳镶锌后锌被腐蚀;C项,干燥土壤中不易形成电解质溶液;D项,铁比锡活泼,故镀层破损后铁更易被腐蚀。
答案A
4下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁制器件,焊接处易生锈
C.青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢
D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
解析青铜合金在潮湿环境下可以发生电化学腐蚀,比干燥环境中腐蚀快,C错误。
答案C
5如图所示的是铁钉在水中被腐蚀的两种实验结果:
钢铁表面吸附的水膜酸性较强时,所对应装置图可能为 ,铁为原电池的 极,其电极反应式为
;
碳为原电池的 极,其电极反应式为
。当钢铁的表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时,所对应装置图可能为 ,铁为原电池的 极,其电极反应式为
;碳为原电池的 极,其电极反应式为
。
解析钢铁发生析氢腐蚀时,会产生氢气,使试管内气体体积增大;钢铁发生吸氧腐蚀时,会消耗氧气,使试管内的气体体积减小。观察试管内的气体体积的变化可判断出,甲中发生的是吸氧腐蚀,乙中发生的是析氢腐蚀,进而写出各自的电极反应式。
答案乙 负 Fe-2e-Fe2+ 正 2H++2e-H2↑ 甲 负 2Fe-4e-2Fe2+ 正 O2+2H2O+4e-4OH-
能力提升
1下列说法正确的是( )
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用原电池反应来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,但引起的正极反应相同
D.无论哪种类型的腐蚀,其本质都是金属被氧化
解析金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,D正确;依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知,C不正确;原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用于防止金属的腐蚀,例如镀层破损后的镀锌铁中的Fe不易被腐蚀,B不正确;不锈钢不易被腐蚀,A不正确。
答案D
★2为了探究金属腐蚀的条件和快慢,某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内,并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间,下列对实验结果的描述不正确的是( )
(导学号57260021)
A.实验结束时,装置甲左侧的液面一定会下降
B.实验结束时,装置甲左侧的液面一定比装置乙的低
C.实验结束时,铁钉b腐蚀最严重
D.实验结束时,铁钉c几乎没有被腐蚀
解析甲中主要发生化学腐蚀:Fe+2HClFeCl2+H2↑;乙中发生析氢腐蚀,Cu为正极,铁钉为负极,乙为电化学腐蚀,铁钉b腐蚀最为严重,产生的氢气较化学腐蚀的多,装置甲左侧的液面一定比装置乙的高一些;丙中的铁钉c不被腐蚀,因为浓硫酸有吸水性,使空气干燥,在干燥的环境中铁钉不易被腐蚀。
答案B
3下列情况中,埋在地下的输油钢管被腐蚀最慢的是( )
A.在含铁元素较多的酸性土壤中
B.在潮湿疏松透气的土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中
D.在含炭粒较多、潮湿透气的中性土壤中
解析A项中形成了原电池,Fe为负极,C为正极,腐蚀较快;B项中形成了原电池,Fe为负极,C为正极,腐蚀较快;D项的情况与B项基本相同;C项既不能形成原电池发生电化学腐蚀,也没有充足的O2和水分,化学腐蚀也不能发生,腐蚀最慢。
答案C
★4相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )
(导学号57260022)
解析在A中,食醋提供电解质溶液环境,铁勺和铜盆相互接触,形成原电池,铁是活泼金属作负极;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池;在上述三种情况中,都是铁作负极,铁容易被腐蚀;在C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀。
答案C
5下列有关金属腐蚀的叙述中不正确的是( )
A.铝制品抗腐蚀能力很强,但由于它的冶炼技术不过关,所以它的应用不如钢铁广泛
B.铜的化学性质稳定,不易被腐蚀,但由于它的资源不如钢铁丰富而使其应用受到限制
C.钢铁的用量巨大,如果不能很好地解决钢铁腐蚀的问题将会给经济建设带来巨大损失
D.钛的抗腐蚀能力很强,但由于它的冶炼成本很高,所以目前主要用于航天等尖端科技领域
解析铝的冶炼包括铝合金生产技术都已经是十分成熟的工业技术,不存在冶炼技术不过关的问题,A错误。
答案A
6
铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,正确的是( )
A.此过程中铜会被腐蚀
B.此过程中还涉及反应:4Fe+3O22Fe2O3,从而形成铁锈
C.正极电极反应式为2H++2e-H2↑
D.此过程中电子从Fe移向Cu
解析因铁的活动性强于铜,所以铁作负极被腐蚀,失电子被氧化成Fe2+,铜作正极,空气中的氧气被还原生成OH-。
答案D
7钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是( )
A.反应①②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析①②反应中消耗O2的量相等,两个反应也仅有O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A项正确;①中组成H2O的H、O两种元素的化合价没有变,故水不作氧化剂,B项错误;铜和钢构成原电池,腐蚀加快,C项错误;钢铁是铁碳合金,在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,D项错误。
答案A
★8如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面上升,略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是( )
(导学号57260023)
A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应
B.雨水酸性较强,生铁片上始终发生析氢腐蚀
C.墨水液面回升时,正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
D.U形管中溶液pH逐渐减小
解析铁发生电化学腐蚀时铁作负极、碳作正极。反应开始时导气管内液面下降,说明有气体生成,是析氢腐蚀;一段时间后液面上升,说明有气体被吸收,是吸氧腐蚀。A、B、D错误,C正确。
答案C
9下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
解析图a中,烧杯底端的海水中含氧量比较少,故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该较小,A项错误;图b中,当开关置于N时,左边的锌与合金形成了原电池,并且合金作正极,合金的腐蚀速率减小,B项正确;图c中,接通开关后,形成原电池,生成氢气的速率增大,但氢气是在Pt电极上放出的,C项错误;图d中,糊状NH4Cl提供了酸性环境,锌被腐蚀,主要是发生原电池反应引起的,D项错误。
答案B
10刘星同学的笔记中有如下记录,请帮他分析(对的画
“√”,错误的画“×”)。
(1)金属的腐蚀都是氧化还原反应。
( )
(2)因为CO2的普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主。
( )
(3)不论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,总是金属被腐蚀。
( )
(4)纯铁片在稀硫酸中发生析氢腐蚀。
( )
解析(1)金属腐蚀的本质是金属失去电子变为金属离子,故全为氧化还原反应。
(2)虽然CO2普遍存在,但一般情况下,钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定的O2,故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。
(3)金属发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀均是金属被腐蚀。
(4)是化学腐蚀,因为没有形成原电池。
答案(1)√ (2)× (3)√ (4)×
11铝具有密度小、导电性优良、易于成型、成本低廉等特点,在生产、生活中应用广泛。
(1)电工操作中规定,不宜把铜线和铝线拧在一起连接线路,其原因是 。
(2)铝制饭盒盛放醋,一段时间后饭盒被腐蚀,该腐蚀属于 腐蚀,相应的化学方程式为 。如盛放碱性溶液被腐蚀,有关的离子方程式为
。如盛放食盐(含少量CaCl2杂质),一段时间后变得潮湿,原因是 ,而且铝饭盒也会被腐蚀,发生 腐蚀,有关电极反应式为 。
解析(1)铜、铝在电解质溶液存在时接触,易发生原电池反应,铝比铜活泼,为原电池负极,很容易被腐蚀,故接线时不能将铜线、铝线拧在一起。
(2)铝与浓度较大的酸、碱溶液接触时主要发生化学腐蚀;铝制饭盒盛放食盐,因杂质CaCl2易吸水潮解,一段时间后会变潮,铝制饭盒会发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,Al被氧化,空气中的O2被还原。
答案(1)在潮湿的空气中,导线表面易形成水膜,铜线与铝线接触处能形成原电池,铝比铜活泼,作负极,被腐蚀而断路
(2)化学 2Al+6CH3COOH2(CH3COO)3Al+3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ CaCl2潮解 电化学(或吸氧) 负极:Al-3e-Al3+;正极:2H2O+O2+4e-4OH-
12某研究小组对铁钉生锈进行研究。
(1)在铁钉的锈蚀过程中,Fe发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)为了防止铁钉生锈,该同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是 。
A.锡 B.铜 C.锌
解析(1)铁钉生锈,铁发生氧化反应,即Fe-2e-Fe2+。
(2)该金属应耐腐蚀且活泼性应比铁强,镀层破坏后作负极,保护铁,故选C。
答案(1)氧化 (2)C第三节 玻璃、陶瓷和水泥
基础巩固
1下列有关材料分类的说法,不正确的是( )
A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料
B.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,金属属于金属材料,但都属于结构材料
C.新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等
D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,也属于高温结构材料
解析硅酸盐材料属于传统无机非金属材料。
答案A
2下列关于钢化玻璃的叙述,错误的是( )
A.它是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的物质
B.是把普通玻璃放在钢化炉里加热,使之软化,然后急速冷却制得的
C.它是具有空间网状结构的原子晶体,硬度很大,熔点也很高
D.它的机械强度比普通玻璃大4~6倍,不易破碎,且破碎时,碎块没有尖锐的棱角
解析钢化玻璃与普通玻璃的成分相同,并不是纯净物,也不是原子晶体;它是普通玻璃经热处理得到的,机械强度要比普通玻璃大。
答案C
3下列叙述正确的是( )
①石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
②用石灰抹墙和用水泥砌墙过程的硬化原理相同
③玻璃、陶瓷、水泥容器均不能贮存氢氟酸
④酸均不能与酸性氧化物反应
A.①②
B.①③
C.②④
D.①④
解析石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分都是CO2;石灰抹墙是CO2与氢氧化钙反应,与水泥硬化的原理不同;氢氟酸能溶解酸性氧化物二氧化硅。
答案B
4与普通玻璃相比具有相同组成的是( )
A.钢化玻璃
B.光学仪器玻璃
C.石英玻璃
D.有色玻璃
解析钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热变软后急剧冷却制得的,它和普通玻璃成分相同。光学仪器玻璃是在制玻璃的原料中多加了氧化铅;有色玻璃是在生产玻璃的原料中掺入某些金属氧化物,使之均匀地分散在玻璃态的物质中,如加入Co2O3制得蓝色玻璃;石英玻璃的主要成分是二氧化硅。
答案A
5我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为原料中混有Fe2+。在制玻璃的原料中,再加入下列物质后,可制得各种不同用途的玻璃。
A.氧化亚铜(Cu2O)
B.氧化钴(Co2O3)
C.氧化铅(PbO)
D.硼砂(Na2B4O7·10H2O)
(1)制造化学仪器的玻璃需加入的物质是( )
(2)制造光学仪器的玻璃需加入的物质是( )
(3)制造蓝色玻璃需加入的物质是( )
(4)制造红色玻璃需加入的物质是( )
解析硼砂玻璃耐酸碱腐蚀;光学玻璃常加PbO;Cu2O为红色;Co2O3为蓝色。
答案(1)D (2)C (3)B (4)A
能力提升
1玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻,将其制成毛玻璃或雕花玻璃的物质是( )
A.烧碱
B.纯碱
C.氢氟酸
D.盐酸
解析氢氟酸与SiO2反应:4HF+SiO2SiF4↑+2H2O,故工业上一般用氢氟酸制雕花玻璃及毛玻璃。烧碱也与SiO2反应,但反应生成的Na2SiO3是一种黏合剂。
答案C
2下列有关材料的说法不正确的是( )
A.传统的无机非金属材料虽有不少优点,但质脆、经不起热冲击
B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点,但强度比较差
C.高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D.新型无机非金属材料特性之一是具有电学特性
解析传统无机非金属材料缺点为质地较脆,经不起热冲击,A选项正确。新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点,还具有若干优点,如能承受高温,强度较高,具有电学特性等,B选项错误,D选项正确。高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。
答案B
3精细陶瓷(又称为特种陶瓷)在现代科技中应用前景很广。以SiO2加少量PdCl2研磨成极细的颗粒,经高温烧结制成多孔烧结体,具有半导体的性质。它具有相当大的比表面积,将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”,也被称为
“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度只有十万分之一也能“嗅”出。关于“电子鼻”的下列叙述中不正确的是( )
A.“电子鼻”大大突破了人的嗅觉
B.“电子鼻”吸附气体的能力极强
C.“电子鼻”可广泛应用于易燃、易爆、有毒气体的自动检测和报警
D.“电子鼻”易溶于水
答案D
4在航天飞机返回地球大气层时,为防止其与空气剧烈摩擦而被烧毁,需要在航天飞机外表面安装保护层。该保护层的材料可能为( )
A.铝合金
B.合金钢
C.新型陶瓷
D.塑料
解析航天飞机返回地球大气层时,其表面的温度极高,铝合金、合金钢、塑料都不能保护航天飞机。耐高温的新型陶瓷可以保护航天飞机。
答案C
★5实验室储存固体试剂可以放在广口瓶中,液体试剂放在细口瓶中,但是有些试剂必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中。以下物质必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中的是( )
(导学号57260027)
①KOH溶液 ②Na2CO3溶液 ③盐酸 ④氢氟酸 ⑤澄清石灰水 ⑥硝酸 ⑦NaOH溶液
A.①②③⑤⑥
B.①②④⑤
C.①②④⑤⑦
D.①②⑤⑦
解析玻璃中有SiO2,能与碱性溶液反应生成硅酸盐。故盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。氢氟酸能腐蚀玻璃,不能盛放在玻璃容器中。
答案D
6下列说法正确的是( )
A.硅材料广泛应用于光纤通信中
B.兵马俑不是陶瓷制品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
解析A项,光导纤维的主要原料是SiO2;B项,兵马俑是陶瓷制品;C项,瓷盘是硅酸盐制品,水晶成分是SiO2,不是硅酸盐制品;D项,粗硅制单晶硅反应:Si+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si+4HCl,涉及氧化还原反应。
答案A
7祖母绿是含铬(以Cr2O3形式存在)等微量元素的矿物,其主要成分为Be3Al2Si6O18(Be3Al2Si6O18无色透明),下列说法不正确的是( )
A.祖母绿是一种硅酸盐矿物
B.其主要成分可用氧化物形式表示:
3BeO·Al2O3·6SiO2
C.绿色是Cr2O3表现出来的
D.祖母绿是多种氧化物组成的混合物
解析祖母绿是混合物,但并不是由多种氧化物组成的混合物,主要成分是硅酸盐矿物,虽然能写成氧化物的形式,但并不是由氧化物组成。
答案D
8(1)过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成 。
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A.①④
B.②⑤
C.③
D.②
(2)在烧制砖瓦时,用黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的 气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 ,同时还有未燃烧的碳的颗粒,而制得了青色砖瓦。
(3)证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是
。
解析(1)本题考查玻璃的原料。由泥沙、纯碱和生石灰组成的原料,可直接制得玻璃,玻璃属于一种硅酸盐产品。
(2)从窑顶加水发生下列反应:C+H2O(g)CO+H2。CO和H2都具有还原性,可将Fe2O3还原成Fe3O4、FeO。
(3)CaCO3和SiO2均不溶于水,但CaCO3溶于盐酸且与盐酸作用产生气泡,故用盐酸可以验证石灰石的存在;SiO2不溶于盐酸能溶于NaOH溶液,故用NaOH溶液可以验证石英的存在。
答案(1)B (2)Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO (3)取样品少量,加过量水溶解,滤出不溶物,向不溶物中先加过量盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现,若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
9陶瓷的发明是人类早期科学技术发展史上的一个重要的里程碑,现在,陶瓷已广泛应用于生活和生产中。(导学号57260028)
(1)陶瓷不具有的性质是 。
A.可导电
B.耐酸碱
C.抗氧化
D.耐高温
(2)实验室中最常用的坩埚是 ,熔融烧碱样品时一般选用 坩埚。
(3)在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的Pb、Cd和Sb等有毒的金属盐类,为防止中毒,不能长期盛放下列物质中的 。
A.食用植物油
B.酱油
C.食醋
D.酒
(4)工业上制备陶瓷的主要原料是 。
解析(1)陶瓷的主要特性有:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。
(2)实验室中最常用的坩埚是瓷坩埚,加热时,NaOH与瓷坩埚成分中的SiO2反应,所以熔融烧碱时,一般用铁坩埚。
(3)食醋的主要成分是醋酸,能溶解铅、镉等金属,长期使用搪瓷或陶瓷器具盛放食醋易使人重金属离子中毒。
(4)工业制陶瓷的主要原料是黏土。
答案(1)A
(2)瓷坩埚 铁
(3)C
(4)黏土第二课时 金属的防护
基础巩固
1钢铁在潮湿的空气中会形成原电池而被腐蚀,下列说法正确的是( )
A.钢铁设备上连接铜块可以防止腐蚀
B.原电池的正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
C.原电池的负极反应式为Fe-3e-Fe3+
D.钢铁与外加直流电源的正极相连可以防止腐蚀
解析牺牲阳极的阴极保护法需要连接比铁活泼的金属,A项错误;钢铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀,B项正确;原电池的负极反应式为Fe-2e-Fe2+,C项错误;外加电流保护法中钢铁与直流电源的负极连接,D项错误。
答案B
2下列各种方法中:①金属表面涂抹油漆;②改变金属内部结构;③保持金属表面清洁干燥;④在金属表面进行电镀;⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜。其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )
A.①②③④
B.①③④⑤
C.①②④⑤
D.①②③④⑤
解析本题中防止金属腐蚀的方法大致可分为:改变金属内部结构的选项②,在金属与氧化剂间形成隔离的选项①④⑤,保持金属表面干燥的选项③,均为有效的金属防护方法。
答案D
3下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.钢管与铜块连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-Fe3+
解析钢管与铜块连接,在潮湿空气中形成原电池,钢管为原电池的负极,加速了钢管的腐蚀,A项错误;铁遇冷浓硝酸表面钝化,形成了一层致密的氧化物保护膜,可保护内部不被腐蚀,B项正确;钢管与铜管露天堆放在一起,潮湿的空气作为电解质溶液,铜管为正极、钢管为负极,发生电化学腐蚀,加速了钢管的腐蚀,C项错误;钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e-Fe2+,D项错误。
答案B
4下列材料保护的措施中不正确的是( )
A.将搪瓷杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实,防止杯子被腐蚀
B.将自行车的铁链条涂上植物油,防止链条被腐蚀
C.将埋在地下的钢制水管缠上废铜丝,防止水管被腐蚀
D.将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦,防止木材腐烂
解析铁和铜在电解质溶液里构成原电池,铁为负极,铜为正极,加快铁的腐蚀。
答案C
5金属防腐常用的方法有:
A.覆盖油漆 B.覆盖塑料 C.电镀金属 D.电化学保护法 E.制成不锈钢
请为以下钢铁制品选择一种适当的防止生锈的方法(填写字母):
(1)邮筒 ;
(2)手术刀 ;
(3)海水中的钢闸门 ;
(4)电线 ;
(5)自行车的钢圈 。
解析邮筒要求坚固、防锈,且经济,故覆盖油漆就可以;手术刀常接触潮湿环境,且要求机械强度大,清洁卫生,故用不锈钢制成;海水中的钢闸门宜采用电化学保护法,如镶嵌锌块法保护;电线主要采用覆盖塑料层,绝缘且经济;自行车的钢圈要求美观、强度大,且耐腐蚀、耐磨损,主要采用电镀金属法。
答案(1)A (2)E (3)D (4)B (5)C
能力提升
1建筑用的钢材在出厂之前都要经过烤蓝处理,使其表面生成一层四氧化三铁,其目的是( )
A.增加钢材的硬度
B.增强钢材的抗腐蚀能力
C.使钢材美观
D.增加钢材的韧性
解析在钢材表面做烤蓝处理,会使其表面形成四氧化三铁保护膜,增强抗腐蚀能力。
答案B
2下列防腐蚀措施中,利用原电池反应使主体金属材料得到保护的是( )
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜
B.在金属中加入一些铬或镍制成合金
C.在轮船的船壳吃水线以下部分装上一块锌锭
D.金属表面喷漆
解析A是使金属表面生成氧化膜,B是改变金属的内部组织结构,D是在金属表面覆盖保护层;A、B、D均不能形成原电池,只有C正确。
答案C
3下列有关叙述中不正确的是( )
A.食品包装袋中附加的抗氧化剂小包可能是FeSO4,因为它是还原性较强的物质,极易与空气中的氧气反应而确保食品包装袋中始终是无氧环境
B.白口铁抗腐蚀能力强,是因为内部结构发生了变化,铁的还原性减弱而难以被氧化
C.黄铜中的锌对铜起到了保护作用
D.锌块与输油钢管相连可保护管道不受腐蚀
解析白口铁是镀锌铁,镀层可隔离铁与氧化剂,起到防止化学腐蚀的作用;当镀层破损后,有水膜存在的情况下,锌的活动性比铁强,充当原电池的负极而被腐蚀,铁为正极受到保护,B不正确。
答案B
4下列关于铁制品腐蚀或保护措施的说法中不正确的有( )
A.在如图所示环境中,铁被腐蚀速率:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
B.军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈
C.海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新
D.将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理
解析A项,Ⅰ中铁作原电池负极,腐蚀速率加快,Ⅱ中铁作原电池正极,被保护,腐蚀速率减慢,所以铁被腐蚀速率:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ,正确;B项,军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆,油漆会很快脱落起不到保护作用,错误;C项,锌作负极保护海轮,正确;D项保护措施正确。
答案B
5古老的铁桥,经常每隔一段时间,就要刷一遍油漆,但仍看到有锈迹。下列说法中合理的是( )
A.油漆只起到美观作用,而与防腐蚀无关
B.铁桥生锈主要是铁与空气中的氧气发生了化学腐蚀
C.铁桥生锈主要是铁与空气中的O2、H2O等发生了电化学腐蚀
D.铁桥腐蚀与外界环境无关,只由金属内部结构决定
解析A中油漆能起到防腐蚀的作用;B中铁桥生锈主要是铁与空气中的氧气和水发生了吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀;D中铁桥被腐蚀,除了与金属内部结构有关外,与外界环境也有关,如钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中易锈蚀。
答案C
6铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2xH2O2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是
( )
A.①
B.②
C.③
D.④
解析根据反应式可知,Fe与O2、H2O反应生成铁锈,故选C。
答案C
7下列说法正确的是( )
A.影响金属腐蚀快慢的因素主要是金属本身的性质
B.一般情况下,温度越低,金属腐蚀越明显
C.金属发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀发生
D.健身器材上面刷油漆不能防锈
解析一般来说,金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生,金属腐蚀的快慢主要由金属本身的性质决定。
答案A
8下列叙述中正确的是( )
①锌与稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜固体能加大反应速率 ②生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易腐蚀
③生铁在海水中的腐蚀比纯水中快 ④在稀硫酸中,铁锌合金比铁铝合金腐蚀快
A.①②④
B.①②③
C.②③④
D.①③④
解析①中锌与硫酸铜溶液反应生成铜(Zn+CuSO4Cu+ZnSO4),构成了稀硫酸作介质的Cu-Zn原电池,加快了锌的溶解,比锌单独与稀硫酸反应快;②中软铁芯的纯度较高,腐蚀比生铁慢;③中海水含有大量的盐分,构成强电解质溶液;④中合金与稀硫酸同样构成原电池,由于金属活动性:Al>Zn>Fe,铁铝合金比铁锌合金腐蚀快。
答案B
★9利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是( )
(导学号57260024)
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应
C.若X为石墨棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
D.若X为石墨棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应
解析K位于M处,装置构成Zn-Fe原电池,Zn为负极,发生氧化反应,被腐蚀,Fe为正极,发生还原反应,被保护,A选项说法正确;K置于N处,装置构成电解池,石墨棒为阳极,发生氧化反应,Fe为阴极,发生还原反应,Fe被保护,C、D选项说法均正确。
答案B
10现有①汽车、②机器上的齿轮、③门把手、④锯条、⑤铁制洗脸盆等常见铁制品,为了防止它们生锈,通常适合采用下面哪一种方法(填序号)。
(1)在表面喷漆 ;
(2)在表面涂油 ;
(3)在表面镀一层其他金属 ;
(4)在表面烧制搪瓷 ;
(5)使其表面形成致密的氧化物保护膜 。
解析防止金属被腐蚀主要采用(1)表面上加保护层:如烤漆、涂机油或凡士林、电镀、烤蓝等;(2)电化学保护法:牺牲阳极的阴极保护法、外加电源的阴极保护法;(3)改变金属的内部结构等。
答案(1)① (2)② (3)③ (4)⑤ (5)④
★11某研究性学习小组对铁生锈进行了研究。
(导学号57260025)
(1)甲同学设计了A、B、C三个实验(如图所示),探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是 ;
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为 ;
③实验B所用的水要经过 处理;植物油的作用是 ;
④实验C中碱石灰的作用是 。
(2)乙同学为了达到同样目的,设计了实验D(如图所示),发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是 ;
该实验 (填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
解析A试管中的铁钉在与空气和水接触时能生锈,B试管中用植物油隔绝了空气,C试管中用碱石灰吸收了试管内水分,B、C试管中的铁钉都不生锈,由此可知铁生锈的条件是与水、氧气接触。
答案(1)①在潮湿环境中与氧气(或空气)接触 ②O2+2H2O+4e-4OH- ③煮沸 隔绝空气 ④吸收其中的水蒸气
(2)铁发生吸氧腐蚀,导致试管内压强减小,液面上升 不能
★12电化学原理在日常生活和工农业生产中发挥着重要作用。钢铁生锈现象随处可见,钢铁的电化学腐蚀原理如图所示:
(导学号57260026)
(1)写出石墨电极的电极反应式: 。
(2)将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。
(3)写出修改后石墨电极的电极反应式: 。
解析(1)钢铁电化学腐蚀中铁为负极,石墨为正极。NaCl溶液呈中性,发生的是吸氧腐蚀。(2)改为外加电流的阴极保护法即可。(3)改后石墨作阳极,阳极上Cl-失电子生成Cl2。
答案(1)O2+2H2O+4e-4OH-
(2)
(3)2Cl--2e-Cl2↑第四节 塑料、纤维和橡胶
基础巩固
1目前流行的“南极棉”保暖内衣,是在制作内衣的全棉材料内融入能改善人体微循环的微元生化材料和抗菌、杀菌的材料,下列有关说法正确的是( )
A.制作内衣的全棉材料的主要成分是纤维素
B.因为纤维素易水解,故内衣不能在碱性条件下洗涤
C.制作内衣的废弃物易造成“白色污染”
D.制作内衣的材料的主要成分是合成高分子化合物
解析棉花的主要成分是纤维素,故A正确;纤维素不易水解,故B错误;白色污染是指结构稳定难以分解的塑料等废弃物造成的污染,纤维素不属于“白色污染”,故C错误;全棉材料是天然高分子化合物,故D错误。
答案A
2下列原料或制成的产品中,若出现破损不可以进行热修补的是( )
A.聚氯乙烯凉鞋
B.电木插座
C.自行车内胎
D.聚乙烯塑料膜
解析线型结构的高分子具有热塑性,可用热修补法来修补破损的线型高分子材料。常见的线型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。体型高分子材料一经加工成型就不会受热熔化,因而具有热固性,如酚醛塑料(俗称电木)。
答案B
3橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物,具有良好的弹性,但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度,加工时往往需进行硫化处理。即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是( )
A.橡皮筋
B.汽车外胎
C.普通气球
D.医用乳胶手套
解析橡皮筋和普通气球的弹性好,所以硫化程度小。汽车外胎与医用乳胶手套相比,前者要承受更大的压力,所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。
答案B
4下列说法错误的是( )
A.玻璃钢是以玻璃纤维作增强剂,合成树脂作基体的复合材料
B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增强剂、纤维为基体的复合材料
C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作增强剂
D.航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的
解析飞机机身的复合材料大多数是以纤维为增强剂,金属为基体的复合材料,而B项中将基体与增强剂颠倒了。
答案B
5现有下列高分子材料,请从下列各项中选择出最恰当的选项,将代号填入表中:
(1)高分子结构示意图:
(2)高分子材料的主要性质特点:
A.具有热固性
B.可溶于有机溶剂
C.不溶于有机溶剂
D.具有确定的熔点
(3)主要应用:
a.用于制备塑料薄膜
b.用于制备光学仪器
c.用于制备车辆轮胎
物质
硫化橡胶
CH2—CH2
(1)
(2)
(3)
答案
物质
硫化橡胶
CH2—CH2
(1)
(Ⅲ)
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(2)
AC
B
B
(3)
c
a
b
能力提升
1人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是( )
A.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子材料
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料
D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
解析有机高分子化合物一般不溶于水;羊毛是天然高分子材料;聚乙烯是合成高分子材料;聚氯乙烯塑料在自然界中不易降解,易造成“白色污染”。
答案D
2下列说法不正确的是( )
A.通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶
B.塑料的主要成分是合成树脂,另外还含有一些添加剂
C.用木材等经过加工制成的黏胶纤维属于合成纤维
D.合成橡胶的原料是石油和天然气等
解析用木材等经过加工制成的黏胶纤维属于人造纤维。
答案C
3关于塑料的下列说法中,正确的是( )
A.塑料的主要成分是合成树脂,另外有少量具有某些特定用途的添加剂
B.塑料是以石油、天然气为原料,以二烯烃和单烯烃为单体聚合而成的高分子
C.塑料制品容易被微生物分解,所以废弃塑料制品不会对环境造成严重污染
D.工程塑料具有某些优异的性能,但不可作为工程材料而代替某些金属
解析合成塑料的单体不只是二烯烃和单烯烃,还可以是含有碳碳双键的其他有机物分子,也可以是含有羟基、羧基、氨基等基团的分子发生缩聚反应生成的高分子;很多塑料不容易被微生物分解,如:聚乙烯、聚氯乙烯塑料等;工程塑料具有某些优异的性能,有时可作为工程材料而代替某些金属。
答案A
★4对甲、乙、丙三种衣料做纤维检验,结果如下:
(导学号57260029)
甲衣料
乙衣料
丙衣料
靠近火焰
稍微缩小
无变化
尖端熔成小球
燃烧气味
有烧焦羽毛的气味
无异味
无异味
浸于3%NaOH溶液中
变脆
稍微膨胀
几乎无变化
浸于10%H2SO4溶液中
几乎无变化
变脆
无变化
下列检验结果是甲、乙、丙衣料纤维最合适的结论的是( )
A.甲为棉、乙为丝、丙为涤纶
B.甲为丝、乙为棉、丙为涤纶
C.甲为涤纶、乙为丝、丙为棉
D.甲为棉、乙为涤纶、丙为丝
解析考查了衣料成分的鉴别。丝的成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛气味,棉灼烧时无异味,涤纶靠近火焰尖端熔成小球。
答案B
5关于纺织纤维的特点下列说法不正确的是( )
A.棉织物可以迅速吸收水分而且快速干燥,产生凉爽感,穿着舒适;具有良好的水洗性,不起静电
B.毛织物具有独特的保暖性能,不容易被虫蛀,缺点是水洗后易收缩
C.棉织物和丝织物都有不起静电的特点
D.合成纤维的吸水性比天然纤维的吸水性差,但织物穿着的耐久性比天然纤维织物和人造纤维织物强
解析羊毛和蚕丝都是蛋白质纤维,容易被虫蛀,所以毛织物容易被虫蛀,B不正确。
答案B
6生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由苯乙烯制成,其结构简式为。根据所学知识,可以判断下列说法中正确的是( )
A.聚苯乙烯能使溴水褪色
B.聚苯乙烯是一种天然高分子化合物
C.聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得
D.聚苯乙烯单体的分子式为C8H8
解析聚苯乙烯是由单体苯乙烯()通过加聚反应生成的高分子化合物,B、C错误,D正确;聚苯乙烯分子内不含碳碳双键,不能使溴水褪色,A错误。
答案D
7复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高,其主要原因在于( )
A.复合材料的使用可以使导弹经受超高温的变化
B.复合材料的使用可以使导弹的质量减小
C.复合材料的使用可以使导弹承受超高的压力
D.复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化
解析本题的要求是使导弹的射程有很大的提高,而对材料是否耐高温等没有做具体的要求,所以无需考虑选项A、C、D。复合材料密度小,可以减小导弹的质量,从而使导弹的射程有所提高。
答案B
★8科学家对人造血液和人造器官的研制及应用已取得了很大的进步。以下物质可以作为人工心脏、人工血管等人造器官的高分子生物材料:
(导学号57260030)
CF2—CF2 聚四氟乙烯
维通橡胶
有机硅橡胶
聚甲基丙烯酸甲酯
下列关于上述高分子生物材料的说法中正确的是
( )
A.用于合成维通橡胶的单体是
B.用于合成有机硅橡胶的单体是
C.聚四氟乙烯、有机硅橡胶均可看作加聚反应的产物
D.有机硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯均可通过缩聚反应制得
解析分析维通橡胶链节可知,链节中主碳链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种单烯烃。按如下方式断键 可得单体为1,1-二氟乙烯和全氟丙烯,A错误;分析有机硅橡胶链节可知,链节中主链硅上有两个羟基,为一个羟基脱掉氢原子,另一个羟基全脱去生成水,其单体必为,发生分子间脱水缩聚成有机硅橡胶,B正确;聚四氟乙烯主碳链为两个碳原子,其单体必为一种,含有碳碳双键,通过加聚反应聚合成聚四氟乙烯,有机硅橡胶是由缩聚而成,C错误;聚甲基丙烯酸甲酯的链节为,可确定聚甲基丙烯酸甲酯的单体为,聚甲基丙烯酸甲酯是由单体加聚而成,D错误。
答案B
★9(1)聚丙烯腈——腈纶,又称人造羊毛,如何用简单的方法区别一件羊毛衫是否为真品:
,
丙烯腈为CH2CHCN,请写出聚丙烯腈的结构简式: 。
(导学号57260031)
(2)聚氯乙烯()有毒,不能用于制作食品保鲜袋。由氯乙烯通过加聚反应获得聚氯乙烯的化学方程式为
。
解析(1)羊毛是蛋白质,灼烧后有烧焦羽毛的气味,人造羊毛是合成纤维,无此性质。(2)氯乙烯为CH2CHCl,可加聚得聚氯乙烯。
答案(1)取少量线头,点燃,若有烧焦羽毛气味,说明是真品
(2)
10橡胶树是热带植物,在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为
。试回答下列问题:
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是 。天然橡胶加入适量硫进行硫化后,其结构由 变成 。因而硫化橡胶 (填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水 (填“能”或“不能”)褪色。
解析由天然橡胶成分的结构简式可知,天然橡胶为线型结构的高分子,能溶于适当的溶剂。天然橡胶硫化后,引入的硫原子间可形成共价键,从而使高分子链发生交联,形成体型结构,故硫化橡胶不能溶于汽油。天然橡胶单体中有两个碳碳双键,能与Br2发生加成反应,使溴水褪色。
答案(1)天然橡胶是线型结构 线型结构 体型结构 不能 (2)能
11(1)塑料的主要成分是 。常见的塑料有两类,一类是 塑料,如聚乙烯、 等;一类是 塑料,如酚醛树脂等。
(2)在棉花、尼龙、涤纶、腈纶、羊毛、蚕丝、黏胶纤维中,属于天然纤维的是 ;属于人造纤维的是 ;属于合成纤维的是 。
(3)材料是人类生存和发展的物质基础,合理使用材料可以改善人类生活。
①工业上制造光导纤维的基本原料是 。
②橡胶是制造轮胎的重要原料,天然橡胶通过 措施可增大强度和弹性。
解析根据塑料、纤维的组成、性能及分类解答。橡胶硫化后强度和弹性增强。
答案(1)合成树脂 热塑性 聚氯乙烯(或聚丙烯等) 热固性
(2)棉花、羊毛、蚕丝 黏胶纤维 尼龙、涤纶、腈纶
(3)①二氧化硅 ②硫化第三章
探索生活材料检测（B）
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(包括18小题,每小题3分,共54分)
1“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关信息错误的是( )
A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源
B.目前中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术,大大提高了发动机的能量转化效率
C.载人飞船使用了大量的复合材料
D.合成高分子材料的广泛应用是有百利而无一害的
解析任何事物都不是绝对的,高分子材料若使用或处置不当会产生污染。
答案D
2下列哪些材料是传统无机材料( )
A.玻璃、水泥
B.液晶材料、纳米材料
C.塑料、橡胶
D.半导体材料、绝缘体材料
解析常见传统无机材料有:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦等。
答案A
3下列材料属于有机高分子合成材料的是( )
A.不锈钢水壶外壳
B.汽车玻璃
C.真丝衬衫
D.尼龙绳
解析不锈钢水壶外壳是金属材料制成的,故A错误;汽车玻璃是无机非金属材料制造的,故B错误;真丝衬衫原料是蛋白质,故C错误;尼龙绳是合成纤维制造的,属于有机高分子合成材料,故D正确。
答案D
4下列有关金属腐蚀的叙述正确的是( )
A.金属越纯越不易被腐蚀
B.干燥环境下金属不被腐蚀
C.铜一定比铁难腐蚀
D.金属的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀
解析A项,金属能不能被腐蚀主要取决于它的活动性,而不是它的纯度,如纯钾易被腐蚀,A不正确;B项,干燥环境下,金属如果遇到氯气,也可以发生化学腐蚀,B不正确;C项,如果遇到浓硝酸,铜比铁易被腐蚀,C不正确。
答案D
5SiO2俗称石英砂,是光导纤维的主要成分,下列关于SiO2的有关叙述正确的是( )
A.SiO2是酸性氧化物,它不溶于水也不溶于任何酸
B.SiO2是制造玻璃的主要原料之一,它在常温下不与NaOH溶液反应
C.因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以H2SiO3酸性比H2CO3的强
D.CO2通入水玻璃中可得原硅酸
解析SiO2是一种坚硬难溶的固体,除氢氟酸外不溶于任何酸;是一种酸性氧化物,可与NaOH溶液反应,对应的H2SiO3的酸性比碳酸弱,可由CO2与Na2SiO3反应生成原硅酸,但在制取玻璃的反应中,因生成的CO2气体脱离反应体系,使反应能够进行,故不符合强酸制弱酸的规律。
答案D
6在通信方面,能同时传输大量信息,且具有较强抗干扰能力的材料是( )
A.光导纤维
B.塑料
C.橡胶
D.纤维
解析光导纤维信息传输量大,抗干扰性能好,通信质量高。
答案A
7钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是( )
A.它们的组成元素是相同的
B.耐腐蚀的性能不同
C.它们都属于钢,因此物理性质相同
D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质相同
解析不锈钢是在普通钢的基础上加入Cr、Ni等多种元素炼成的钢材,它具有在常温下、空气中不易生锈的特点,B项正确。
答案B
8生活处处有化学。下列说法正确的是( )
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
解析不锈钢主要是铁铬合金,常用于制饭勺、饭盒、高压锅等,A正确;棉和麻的主要成分是纤维素,纤维素和淀粉都是混合物,因此不是同分异构体,B错误;天然油脂花生油和牛油中都含有碳碳不饱和键,只是含量不同而已,C错误;豆浆煮沸后,蛋白质几乎不水解,D错误。
答案A
9下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应为Fe-3e-Fe3+
B.镀锡铁制品和镀锌铁制品的镀层破损时,镀锡铁制品中铁的腐蚀速率更快
C.在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫阳极电化学保护法
D.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀了铬
解析钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应为Fe-2e-Fe2+,A错误;镀锡铁制品与镀锌铁制品都可以组成原电池,由于铁的活动性强于锡,镀锡铁制品中铁为负极,加快自身腐蚀,而镀锌铁制品中铁为正极得到保护,B正确;C中的方法叫牺牲阳极的阴极保护法,C错误。
答案B
10如图所示液面上浮着一个空心铁球,数天后可观察到的现象是( )
①铁球表面出现红棕色锈斑
②铁球表面出现黑色锈斑
③量筒内水位下降
④量筒内水位上升
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
解析量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,发生了吸氧腐蚀,铁球表面出现红棕色锈斑(Fe2O3·nH2O),因不断消耗O2导致量筒内气体压强小于外界大气压,量筒内水位上升。
答案B
11化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.目前世界上使用量最大的合金是铝合金
解析A项,明矾净水的原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,利用Al(OH)3(胶体)的吸附性进行净水;B项,因为海轮外壳主要用铁制造,铁在海水中易被腐蚀,镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用,可减缓船体的腐蚀速率;氧化镁的熔点是2
852
℃,可用于制作耐高温材料,目前世界上使用量最大、用途最广泛的合金是钢。
答案D
12下列有关说法错误的是( )
A.普通玻璃和钢化玻璃的成分不一样,钢化玻璃中加了玻璃钢
B.水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙
C.水泥具有水硬性,因此在保存和运输过程中要注意防水防潮
D.陶瓷的釉料在烧制时,若空气过量,一般显示的是高价态的金属的颜色
解析普通玻璃与钢化玻璃成分是一样的,将普通玻璃加热到接近软化时,冷风急吹即得钢化玻璃。
答案A
13下列说法正确的是( )
A.的单体是
B.聚苯乙烯的结构简式为
C.氯乙烯制取聚氯乙烯的反应为
D.乙烯和聚乙烯中均含有不饱和碳碳双键,都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
解析的单体是与,A错误;聚苯乙烯的结构简式为,B错误;乙烯含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,但聚乙烯的结构单元为—CH2—CH2—,不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,D错误。
答案C
14化学与生产和生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
B.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
D.利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
解析聚乙烯中不含碳碳双键,不能发生加成反应,塑料的老化是因为发生了氧化反应,A项错误;煤的气化和液化为化学反应,B项错误;碳纤维的成分为碳,不是有机高分子材料,C项错误;利用粮食酿酒时,淀粉发酵产生麦芽糖,麦芽糖在麦芽糖酶的作用下生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精,D项正确。
答案D
15化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是( )
A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少“白色污染”
C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放
解析铁上镀锌,形成一层保护膜,可以保护铁,A项正确;聚乙烯不易降解,易导致
“白色污染”,B项错误;C、D项正确。
答案B
16复合材料既保持了原材料的优点,克服了原材料的某些缺陷,又会产生优于原材料的特点。下列复合材料的性能对应正确的是( )
选项
复合材料
可能的性能
A
金属,C
强度高,抗冲击,绝缘性好,耐热温度低于300
℃
B
陶瓷,SiO2
耐1
600
℃以上高温,强度高,密度小
C
合成树脂,SiO2、Al2O3、MgO
耐酸碱,化学稳定性好,强度高,密度小,韧性好
D
合成树脂,C
耐高温,强度高,导电性好,导热性好
解析金属与C的复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点,A错误;陶瓷与SiO2的复合材料具有耐高温、强度高、密度小的特点,B正确;合成树脂与SiO2、Al2O3、MgO的复合材料具有强度高、抗冲击、绝缘性好的特点,但不耐酸碱,C错误;合成树脂与C的复合材料具有耐酸碱、化学稳定性好、强度高、密度小、韧性好的特点,但不耐高温,D错误。
答案B
17全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是( )
A.土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池
B.金属棒X的材料应该是比镁活泼的金属
C.金属棒X上发生反应:M-ne-Mn+
D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
解析潮湿的土壤中有水和氧气,形成原电池环境,钢管易被腐蚀,A项正确;只要金属棒X的材料比铁活泼,则在形成原电池时,X就作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,但X的材料不一定比镁活泼,B项错误;金属棒X作负极,发生氧化反应,电极反应式为M-ne-Mn+,C项正确;牺牲阳极的阴极保护法实质上是牺牲了原电池的负极,保护了原电池的正极,D项正确。
答案B
18如图所示是一稀酸对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
解析由图中的曲线变化可知,稀硝酸对合金的腐蚀速率随Cr含量增加而变小,D正确;由图可知,铬的含量小于13%时,稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸强,A错误;因稀硝酸与金属反应生成NO,则稀硝酸和铁反应生成NO,B错误;根据溶液的质量分数和溶质的摩尔质量推导,应是盐酸中的氢离子浓度最大,C错误。
答案D
二、非选择题(包括6小题,共46分)
19(10分)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础,划时代的材料可作为人类文明的里程碑。
(1)玻璃是传统硅酸盐材料,普通玻璃是由石英砂、纯碱和 (写名称)高温熔融而制成的,主要反应的化学方程式为 、
。
(2)氮化硅是一种新型结构陶瓷,具有熔点高、硬度大、化学性质稳定等优良性能。它的一种制备方法为硅的氯化物与氨气加热,生成化合物Si(NH2)4和HCl气体;Si(NH2)4在高温下分解生成了该陶瓷。写出相关反应的化学方程式: 、
。
(3)以化学为核心的科学技术,制造了无数比天然高分子材料性能优异的产品,甚至设计和创造了自然界原来没有的新物质,合成有机高分子材料就是其中的典型代表。
①工程塑料PBT的结构如图所示,下列关于PBT的说法中,正确的是 。
A.PBT是通过加聚反应得到的高分子化合物
B.PBT中含有羧基、羟基和酯基
C.PBT的单体中有芳香烃
D.PBT的单体均能与Na、NaOH、Na2CO3反应
E.生成1
mol
PBT的同时会生成(2n-1)mol
H2O
②下列处理废旧热固性塑料的做法不可取的是 。
A.深埋
B.粉碎后用作树脂填料
C.用作燃料
D.用有机溶剂将其溶解、回收
解析(2)利用化合价首先写出氮化硅的化学式:Si3N4,然后依据题中给出信息即可写出化学方程式。(3)①由PBT的结构可知是发生缩聚反应得到的高分子化合物,PBT的单体为对苯二甲酸和1,3-丙二醇,均不属于芳香烃;1,3-丙二醇不能与NaOH、Na2CO3反应。②处理热固性塑料时,深埋会造成土壤污染,因其不易溶于有机溶剂,故采用有机溶剂溶解回收也不可取。
答案(1)石灰石 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(2)SiCl4+4NH3Si(NH2)4+4HCl
3Si(NH2)48NH3↑+Si3N4
(3)①BE ②AD
20(7分)为下列物质的性质选择相应的用途:
A.聚乙烯醇含有多个亲水基,有很强的吸水性。
B.结构型高分子材料有强的磁性。
C.聚氨酯树脂弹性好、耐老化、柔软、透气。
D.丁腈橡胶耐油性好。
E.热塑性丁苯橡胶坚固耐用而且富有弹性。
F.乙丙橡胶柔韧性好。
G.聚四氟乙烯的绝缘性好。
(1) 用作电线电缆的绝缘层。
(2) 用作鞋底。
(3) 用作密封胶条。
(4) 用作油管、飞机的防弹油箱。
(5) 用来制造人造皮革。
(6) 用来制录音带。
(7) 用来制婴儿用的纸尿片。
解析根据聚乙烯醇吸水性强可用作婴儿用的纸尿片,聚四氟乙烯绝缘性好可用作电线、电缆的绝缘层,聚氨酯树脂和丁苯橡胶坚固耐老化且弹性好可用作鞋底,乙丙橡胶柔韧性好可用作密封胶条,丁腈橡胶耐油性好可用作油管,结构型高分子材料有磁性可用来制录音带。
答案(1)G (2)CE (3)F (4)D (5)C (6)B (7)A
21(10分)(1)通常所说的三大合成材料是指 、 和 。
(2)塑料的主要成分是 ,除此外还根据需要加入某些特定用途的 ,比如能提高塑性的 ,防止塑料老化的 等。
(3)塑料制品在生产、生活中有着广泛的应用,但塑料制品在给我们的生活带来方便的同时,也存在着严重的危害环境的问题。
①由聚氯乙烯等塑料垃圾引起的污染叫做 。
②塑料废弃物的危害有 。
a.难以分解,破坏土壤结构,影响植物生长
b.污染海洋
c.危及海洋生物的生存
d.造成海难事件
e.破坏环境卫生,污染地下水
A.abcde
B.abcd
C.bcd
D.ae
③以下这些合成材料和塑料制品废弃物的处理方法中正确的是 。
A.将废弃物混在垃圾中填埋在土壤中
B.将废弃物进行焚烧处理
C.将废弃物加工成涂料或汽油
D.将废弃物倾倒进海洋中
解析(3)①塑料垃圾引起的污染叫做“白色污染”。②选A。塑料制品由于难以降解,对土壤、植物、海洋、水等存在着严重危害。③选C。填埋只是将废弃物从地面转入地下,并未从根本上解决其污染问题;焚烧会产生有害气体,造成大气污染;将废弃物倾倒进海洋,会造成海水污染。
答案(1)塑料 合成纤维 合成橡胶
(2)合成树脂 添加剂 增塑剂 防老化剂
(3)①“白色污染” ②A ③C
22(8分)小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质,通过化学学习知道该物质为铜锈,俗称铜绿,主要成分是Cu2(OH)2CO3。
提出问题:铜是在什么条件下被锈蚀的 小林对此进行了探究。
猜想:根据铜锈的化学式,猜想铜生锈可能是铜与 作用的结果。
设计与实验:借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验,小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验。
实验如图所示。
(1)实验较长时间后发现 试管中的光亮铜片最先生锈。
(2)从优化实验的角度考虑,A实验是多余的,他只考虑了水这个单一条件。
C试管中除光亮铜片、蒸馏水外,还有的另外一种物质为 。
评价与改进:如果认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善,要得出正确的结论,还要补充的一个实验是(可在D中画出)
。
反思与小结:通过铜片锈蚀条件的探究实验,获得的启示是
。
答案H2O、O2、CO2
(1)B
(2)CO2(或O2) 取一支试管,放入一块光亮的铜片,加入少量蒸馏水浸没部分铜片,充入CO2(或O2)后,紧塞橡皮塞,放置对比观察(如图所示)
从实验可知铜生锈比较困难(或铜生锈是铜、水、氧气、二氧化碳相互作用的结果,或猜想要有一定的根据,不能凭空想象;或实验探究,可采用多组对比实验的方法等等)
23(4分)2016年,“神舟”十一号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,“神舟”十一号飞船与“天宫二号”自动交会对接成功,航天员进入“天宫二号”工作和生活,开展空间科学实验,之后返回地面。
(1)火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,关于该涂料的性质描述中最有可能的是 。
A.在高温下不熔化
B.在高温下可分解气化
C.在常温下就分解气化
D.该涂料不可能分解
(2)舱内航天服是用我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的,下列相关叙述错误的是 。
A.它耐高温,抗氧化
B.它比钢铁强度高、重量轻、缓冲性好
C.它没有固定熔点
D.它是一种新型有机合成材料
(3)有机化合物的结构简式可进一步简化,如:
可简化为,右图是一种
形状酷似发射航天器的火箭的有机物分子(Rocketene),有关Rocketene的说法正确的是 。
A.该有机物属于芳香烃
B.该有机物属于苯的同系物
C.Rocketene分子式为C9H8
D.Rocketene与液溴用铁作催化剂反应生成的一溴代物有4种
解析(1)为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上高温下可分解气化的特殊的涂料,可降低温度。(2)根据航空材料的主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成,可见它是一种新型无机非金属材料。(3)从结构简式可以看出该有机物分子结构中含有苯环,属芳香烃,但与苯分子结构并不相差n个“CH2”基团,A项正确,B项错误;根据题给信息,可得出分子式为C9H8,C项正确;该分子结构对称,其一溴代物有3种,D项错误。
答案(1)B (2)D (3)AC
24(7分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。
②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为 。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。
解析(1)海水的酸性弱,钢铁发生的是吸氧腐蚀;形成原电池,水中的O2得电子生成OH-,最终生成铁锈,符合条件的是B。
(2)根据流程图,Fe与HNO3反应生成Fe(NO3)2,还应有NH4NO3生成,再根据化合价升降总数相等配平;HNO3被还原为N,无污染,能体现“绿色化学”思想。
答案(1)①吸氧腐蚀 ②B
(2)①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O ②4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O ③氮氧化物排放少(或其他合理答案)第三章
探索生活材料检测（A）
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(包括18小题,每小题3分,共54分)
1下列叙述正确的是( )
A.蛋白质、人造纤维和光导纤维都属于有机高分子化合物
B.化学反应的过程可以看作是储存在物质内部的能量转化为热、电、光能等释放出来或者是热、电、光能等转化为物质内部的能量被储存起来的过程
C.共价键是原子间通过共用电子对形成的,离子键是阴、阳离子间通过静电吸引力形成的
D.合金材料都是由两种或两种以上金属元素组成的
解析A项,光导纤维的主要成分是SiO2,不是有机高分子化合物;C项,离子键的静电作用包括静电吸引和静电排斥作用;D项,合金中可以含有非金属元素。
答案B
2下列说法正确的是( )
A.铝合金的熔点比纯铝高
B.电解MgCl2溶液可获得金属镁
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D.铜具有良好的导电性,常用来制作印刷电路板
解析合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,所以铝合金的熔点比纯铝低,故A错误;电解MgCl2溶液可获得氢氧化镁、氢气和氯气,电解熔融MgCl2可获得金属镁和氯气,故B错误;玻璃、水泥主要成分是硅酸盐,都是硅酸盐制品,水晶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐制品,故C错误;铜具有良好的导电性,常用来制作印刷电路板,故D正确。
答案D
3开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是( )
A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B.C60属于化合物,用于制造纳米材料
C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料
D.单晶硅常用于制造光导纤维
解析B项,C60为单质;C项,纤维素为天然高分子化合物,而纤维素乙酸酯是人工合成的;D项,二氧化硅是制造光导纤维的主要材料。
答案A
4下列说法不正确的是( )
A.油罐车内壁涂层是为了防护油罐不被腐蚀
B.破损的马口铁(镀锡铁板)比纯铁更易被腐蚀
C.发生吸氧腐蚀时负极反应是Fe-2e-Fe2+
D.铁作阴极进行电解,阴极发生氧化反应
解析涂层可以隔绝水和氧化性物质,可以防止金属的腐蚀,A正确;铁比锡活泼,马口铁破损后,铁更易被腐蚀,B正确;铁发生吸氧腐蚀时,作负极,被腐蚀,C正确;电解过程中,阴极发生还原反应,Fe被保护,D错误。
答案D
5下列说法中正确的是( )
A.水晶、陶瓷、玻璃的主要成分都是硅酸盐
B.蚕丝、羊毛和淀粉分别属于纤维素、蛋白质和多糖
C.海水淡化能解决淡水供应危机,向海水中加净水剂明矾可以使海水淡化
D.上海世博会山东馆标志符号“鲁班锁”雕塑使用的LED管束模块,是由GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)等半导体制成的,它们都属于新型无机非金属材料
解析水晶的主要成分是SiO2,A项不正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,B项不正确;明矾净化水是利用Al3+水解产生的胶体Al(OH)3具有吸附作用,除去水体中的悬浮物,C项不正确。
答案D
6下列说法正确的是( )
A.生产水泥时,在熟料中加入适量的石膏可以调节水泥的硬化速度
B.水泥在水中能硬化,但在空气中不会硬化
C.水泥和水拌和后生成水合物,要吸收一定的热量
D.水泥是一种化合物
解析水泥的主要成分为2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3,是混合物。水泥的水硬性不仅在水中具有,在空气中也具有。水泥与水混合后生成水合物需要放出一定的热量。
答案A
7材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
解析本题考查材料与化学成分的对应关系。A项中刚玉的主要化学成分是三氧化二铝,而金刚石的主要化学成分是碳。
答案A
8下列几种铁板在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是( )
A.镀锌铁板
B.镀铜铁板
C.镀锡铁板
D.镀铅铁板
解析A项镀锌铁板,镀层被破坏后,构成锌铁原电池,锌为负极被氧化,铁为正极,铁得以保护,故最耐腐蚀;B、C、D三项中镀层被破坏后,铁容易被腐蚀。因为铜、锡、铅的金属性比铁弱,形成原电池时,铁为负极失去电子被氧化,故不耐腐蚀。
答案A
9下列关于二氧化硅和石英玻璃的有关说法不正确的是( )
A.二氧化硅晶体熔点高
B.石英玻璃中含有硅酸盐、二氧化硅,耐任何酸碱腐蚀
C.石英玻璃制成的光导纤维是一种新型无机非金属材料
D.石英玻璃有较高的熔点
解析二氧化硅熔点很高,石英玻璃主要成分为二氧化硅,不含有硅酸盐,且SiO2不耐氢氟酸腐蚀,B错误;光导纤维是新型无机非金属材料。
答案B
10棉、麻和真丝是很多纺织品的原料,它们都来自于生物体,其组成成分主要是( )
A.纤维素和脂肪
B.纤维素和蛋白质
C.淀粉和蛋白质
D.淀粉和脂肪
解析棉、麻的主要成分是纤维素,而真丝的主要成分是蛋白质。
答案B
11下列各种合成橡胶的单体,对应正确的是( )
A.顺丁橡胶的单体是
B.丁苯橡胶的单体是CH2CH—CHCH2和
C.乙丙橡胶的单体是
D.天然橡胶的单体是CH2CH—CHCH2
解析顺丁橡胶的单体是CH2CH—CHCH2。乙丙橡胶的单体是乙烯和丙烯。天然橡胶的单体是
。
答案B
12铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是( )
A.铁屑不生锈,试管内液面上升
B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变
C.铁屑生锈,试管内液面上升
D.铁屑生锈,试管内液面高度不变
解析装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀,电池反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,最终Fe(OH)3失水生成铁锈,因反应消耗氧气,使试管内气压减小,试管内液面上升。
答案C
13下列关于钢的说法不正确的是( )
A.根据含碳量不同,碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢
B.含碳量低的钢,硬度较大,韧性较弱
C.向钢中加入一定量的一种或几种其他元素,可得到具有各种不同性能的合金钢
D.不锈钢中主要加入了铬、镍两种元素
解析碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。含碳量高,硬度较大;含碳量低,韧性较强。为了提高钢的某些性能,人们有目的地向钢中加入一定量的一种或几种其他元素,可得到具有各种不同性能的合金钢。
答案B
14国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成全氟乙丙烯。下列说法错误的是( )
(导学号57260053)
A.ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式
B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应
C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为
CF2—CF2—CF2—CF—CF3
D.四氟乙烯中既含有极性键又含有非极性键
解析四氟乙烯与乙烯共聚的产物为
CH2—CH2—CF2—CF2 ,四氟乙烯与六氟丙烯的共聚产物为。所以A、B均正确,C错误。四氟乙烯中C—C键为非极性键,C—F键为极性键,D正确。
答案C
15有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅,在太阳能发电的过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中不正确的是( )
A.自然界中硅的储量丰富
B.自然界中存在大量单质硅
C.SiO2可用于制造光导纤维
D.高纯度硅被广泛用于制作计算机芯片
解析在自然界中不存在单质硅,硅元素主要以硅酸盐、氧化物的形式存在。SiO2用于制造光导纤维,高纯硅可用于制作计算机芯片。
答案B
16将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
(导学号57260054)
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+
解析根据液滴之下氧气含量比边缘处少可知液滴下铁为负极,失电子生成亚铁离子,液滴外缘氧气得电子与水化合生成氢氧根,OH-与Fe2+结合生成Fe(OH)2,进而生成Fe2O3·nH2O,阴离子移向负极,A项错误,B项正确;铁为负极,失电子发生氧化反应,C项错误;铁比铜活泼,应为铁失电子:Fe-2e-Fe2+,D项错误。
答案B
17生活中遇到的某些问题,常常涉及化学知识,下列说法错误的是( )
A.硅酸钠是最简单的硅酸盐,是制备硅胶和木材防火剂等的原料
B.铝合金的大量使用归功于人们能使用一氧化碳等还原剂从氧化铝中获得铝
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
D.含次氯酸钠的漂白液可通过电解饱和食盐水获得
解析硅酸钠能和盐酸反应生成硅酸,从而制得硅胶。硅酸钠不易燃烧,所以能作木材防火剂的原料,故A正确;铝是活泼金属,活泼金属铝的冶炼应采用电解熔融氧化铝的方法,故B错误;锌、铜和合适的电解质溶液能构成原电池,锌作负极,铜作正极,锌容易被腐蚀从而保护了铜,故C正确;电解氯化钠溶液时,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,溶液变成氢氧化钠溶液,氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠,从而得到漂白液,故D正确。
答案B
18月球的矿产资源极为丰富,仅月面表层5
cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨,月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石(Mg2SiO4和Fe2SiO4)等,下列说法或分析不正确的是( )
A.辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B.斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
C.橄榄石中铁为+2价
D.月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
解析由三种矿石的化学式可知都为硅酸盐产品,A正确;将斜长石各元素原子的物质的量扩大一倍可写出:K2O·Al2O3·6SiO2,B正确;由化合物中各元素化合价代数和为0得橄榄石中铁为+2价,C正确;Fe元素性质相同,D错误。
答案D
二、非选择题(包括6小题,共46分)
19(9分)聚苯乙烯的结构为,试完成下列问题:
(1)聚苯乙烯的链节是 ,单体是 ;
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52
000,则该高聚物的聚合度n为 ;
(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物,试推测:它 (填“能”或“不能”)溶于CHCl3,具有 (填“热塑”或“热固”)性。
解析对于加聚产物聚苯乙烯来说,在“[ ]”内的那一部分即为链节;将链节的两个半键闭合,即为单体。链节的式量为104,=500;线型结构的高分子化合物易溶于有机溶剂,且具有热塑性。
答案
(1)
(2)500
(3)能 热塑
20(5分)金属在生产生活中应用广泛。
(1)铜能作导线,主要是利用了它有良好的 性。
(2)铁锈蚀的条件是铁与空气中的水蒸气、 同时接触。“银粉漆”是常用的金属防护涂料,“银粉”其实是铝粉,铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是
。
(3)某同学为了验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,他选择了打磨过的铁丝和银丝,你认为他还需要选的一种溶液是 ,请根据选定的试剂写出上述实验中发生反应的一个化学方程式:
。
解析(1)金属铜具有良好的导电性,常用作导线;(2)金属生锈的条件是与水和氧气同时接触;铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜;(3)验证金属的活动性顺序,通常看一种金属是否能把另一种金属从其盐溶液中置换出来;能置换出来,说明该种金属的活动性比盐溶液中的金属强,反之不如盐溶液中的金属;本题中可选用CuSO4溶液(可溶性的铜盐都可以),其中把铁丝放入硫酸铜溶液中,铁能置换出其中的金属铜,其化学方程式为Fe+CuSO4Cu+FeSO4。
答案(1)导电 (2)氧气 铝与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜 (3)CuSO4溶液 Fe+CuSO4Cu+FeSO4
21(4分)金属是一种重要的材料,人类的生活和生产都离不开金属,从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限:
(1)每年世界上钢铁的产量很高,但钢铁的腐蚀也给人类带来了巨大的损失,铁在潮湿的空气中锈蚀主要属于 腐蚀。
(2)铝的活动性比铁的强,但铝在空气中却比铁表现出良好的抗腐蚀性,如家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的,它能长期使用的原因是铝表面形成 。
(3)下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的是 (填序号)。
①衣架和电线外面包上一层塑料层以防锈
②在海轮的外壳上常焊有铜块,且定期更新
③在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上机油或黄油
(4)除金属材料外,人类还研发了许多种材料,如塑料、合成橡胶、合成纤维等,它们属于 材料。
解析钢铁的腐蚀以电化学腐蚀为主。Al性质活泼,被空气中氧气氧化后生成致密的氧化物保护膜,抗腐蚀。Fe比Cu活泼,轮船焊铜块不能起到防腐作用。
答案(1)电化学 (2)致密的氧化物保护膜 (3)② (4)有机高分子
22(10分)(1)通过点燃的方法可以鉴别聚乙烯和聚氯乙烯,如果塑料点燃时有强烈的刺激性气味,这种塑料可能是由 制成的。
(2)某同学设计了如图所示实验来验证塑料燃烧的产物。
若A瓶燃烧的是聚氯乙烯塑料,在B瓶中可以看到的现象是 ,
C、D两瓶中发生反应的化学方程式为
。
若A瓶中用的是聚乙烯塑料,则在C瓶中 (填“能”或“不能”)观察到沉淀。
解析聚氯乙烯点燃有HCl气体生成,HCl能使湿润的紫色石蕊试纸变红,瓶内有盐酸酸雾。C中发生反应为HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3,D中:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。
答案(1)聚氯乙烯
(2)紫色石蕊试纸变红,瓶内壁有水雾(或瓶内有白雾)产生
HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3、Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O 不能
23(8分)全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的。某学生想探究铁生锈的条件,他将干净的铁钉分别同时放入A、B、C三支试管中进行研究。
(导学号57260055)
(1)请你帮助该学生完成下列实验设计的内容:
编号
操作方法
实验目的
A
探究铁在干燥空气中的生锈情况
B
放入铁钉,注入加热过的蒸馏水浸没铁钉,并用植物油液封
C
探究铁在有空气和水时的生锈情况
(2)一周后,编号为 的试管中的铁钉锈蚀情况最严重。
(3)用相同材料制作,经过相同时间防锈处理的铁栏杆,安装在南方比安装在北方更易生锈,其原因是 。
(4)在焊接铁管时,为了使接口更加牢固,常用稀盐酸清洗接口处的铁锈,该反应的化学方程式为 。
解析本题不仅考查了铁生锈的条件,也考查了铁生锈过程的探究。铁生锈与氧气、水有关,题中控制条件,设计了三个对比实验进行探究:①铁钉只与干燥空气接触;②铁钉只与水接触;③铁钉既与水又与空气接触。本题还结合地理知识考查了不同地理位置、环境对铁生锈快慢的影响,体现了研究铁生锈条件的实际价值。
答案(1)加热烘干试管,小心放入铁钉,塞上塞子 探究铁在有水而无空气(氧气)时的生锈情况 小心放入铁钉,注入蒸馏水,使铁钉部分浸入水中
(2)C (3)南方比北方空气潮湿,铁更易生锈
(4)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
24(10分)材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。
(1)普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和 (填化学式)。用于汽车或火车车窗的玻璃是 玻璃。
(2)在复合材料中,一种材料作 ,另外一种材料作 ,如 就是一种复合材料。
(3)硅酸盐水泥的主要成分是 ,
为调节水泥的硬化速度,常在水泥中加入 。
(4)工业上制水泥和玻璃需用到的共同原料是 ,制水泥和陶瓷需用到的共同原料是 。
解析(1)普通玻璃是用SiO2与Na2CO3、CaCO3在玻璃熔炉中高温生成的,主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,普通玻璃高温下快速冷却可得钢化玻璃,钢化玻璃的强度大,不易碎,且破碎时没有棱角,常用于车窗玻璃。
(2)复合材料是一种材料为基体,另一种材料为增强剂复合而成的,具有更优良性能的新材料。
(3)为调节水泥的硬化速度,常在水泥中加入石膏。
(4)工业上制取玻璃的原料:纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2),制水泥的原料是黏土和石灰石(CaCO3),制陶瓷主要原料是黏土。
答案(1)SiO2 钢化
(2)基体 增强剂 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)(其他合理答案也可)
(3)3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3
石膏
(4)石灰石 黏土第一节 合金
基础巩固
1铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是
( )
A.不锈钢是铁合金,只含金属元素
B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应
D.铁合金的硬度和强度均低于纯铁
解析高温条件下,铁与水蒸气可发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故B正确。
答案B
2工业生产中,常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法。仅根据下表数据判断,不宜用上述方法制取的合金是( )
金属
Na
K
Al
Cu
Fe
熔点/℃
97.5
63.6
660
1
083
1
535
沸点/℃
883
774
2
467
2
567
2
750
A.Fe-Cu合金
B.Cu-Al合金
C.Al-Na合金
D.Cu-Na合金
解析根据定义,两种金属要“熔合”为合金,则熔合时温度须保证两种金属在一定温度范围内均为液体状态,即一种金属的熔点不能高于另外一种金属的沸点。
答案D
3下列有关合金的叙述正确的是( )
A.合金的导电性比成分金属强
B.合金的抗腐蚀性能都很好
C.合金的密度比各成分金属小
D.多数合金比成分金属熔点低,硬度大
解析一般合金的熔点比各成分金属的熔点低,硬度、强度更大,但抗腐蚀性有的较差,导电性一般较弱。
答案D
4(1)选择填空:将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只能选用一次)。
A.密度小 B.延展性好 C.易传热 D.易导电 E.氧化时放热
①炊具: ;②飞机: ;③焊接铁轨: ;④电缆: ;⑤铝箔: 。
(2)佛山是“有色金属之乡”,其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于 (填“纯净物”“混合物”或“单质”)。
(3)“曾青得铁则化为铜”。试写出该反应的化学方程式: 。
解析(1)用铝制造炊具是由于它的导热性好。铝合金硬度大,密度小,是制造飞机的良好材料。利用铝热反应中铝被氧化时放热,可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是利用其易导电和延展性好。
(2)合金是由一种金属与其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。
(3)该反应是铁与硫酸铜反应置换出铜的过程。
答案(1)①C ②A ③E ④D ⑤B
(2)混合物
(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
能力提升
1所谓合金,必须是( )
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上金属(或金属与非金属)组成 ③耐腐蚀 ④耐高温 ⑤具有金属特性
⑥铸造性能好
A.①②④
B.①②③④⑤⑥
C.①②⑤
D.②③⑥
解析合金是由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。
答案C
2下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A.我国目前流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的含碳量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
解析生铁、普通钢和不锈钢中的含碳量依次降低,B项错误。
答案B
3下列关于合金与纯金属性质的说法中不正确的是( )
A.合金是由两种或多种金属(或金属与非金属)组成的混合物,没有固定的熔点
B.由相同的金属组成不同含量的合金,其性质也可能有所差别
C.合金与金属一样能导热,具有较好的延展性
D.合金的性能在很多方面比纯金属更加优越,所以应用更加广泛
解析A项中由于合金具有特定的组成,所以其熔点也是固定的,A错误;合金具有金属的特性,所以其导热性和延展性也很好,C正确;由相同的金属组成不同含量的合金,即其性质可以通过金属的成分和含量进行调控,B、D正确。
答案A
4下列关于铝硅合金性质的叙述中不正确的是( )
A.铝硅合金的硬度比铝的大
B.硅、铝、铝硅合金的熔点依次降低
C.铝硅合金投入过量的NaOH溶液中能完全溶解
D.铝硅合金投入过量的盐酸中能完全溶解
解析合金比纯金属硬度大,A项正确;合金熔点低于各成分熔点,且硅为原子晶体,硬度大于铝(金属晶体),B项正确;Al、Si与NaOH溶液都能反应,C项正确;Si与盐酸不反应,D项错误。
答案D
5已知锡的熔点为231.9
℃,铅的熔点为327.5
℃,锡和铅按质量比2∶1组成的合金熔点为180
℃,这种合金就是通常用的焊锡。作保险丝材料的“武德合金”是锡、铋、镉、铅按质量比1∶4∶1∶2组成的合金,熔点为70
℃,常用作电路上的保险丝。现在使用相当广泛的高压锅易熔片(熔点200
℃),也是一种低熔点材料,当高压锅压力阀通路被堵,锅内压力增加,温度升高到熔片的熔点时,易熔片熔化通路打开,于是锅内减压、降温,从而保证了使用安全。下列材料中符合高压锅易熔片要求的是( )
A.Pb
B.Sn
C.K-Na合金
D.Pb-Sn合金
解析纯金属Sn和Pb的熔点都超过了材料的熔点要求,A、B错误;K-Na合金在常温下为液态,C错误。
答案D
6钛及其合金以其优异的性能赢得了人们的普遍赞誉,人们将它称为21世纪金属。下列关于钛及其合金的说法中不正确的是( )
A.有人将铁、铜、铝、钛分别称为第一、二、三、四代金属
B.钛有“空间金属”的美称,同时又兼有“深海金属”的美名
C.钛钽合金,放在沸腾的HNO3溶液中浸泡,每次连续浸泡96
h,仅有极少量被腐蚀,所以它在某些化工设备中取代了不锈钢
D.钛还有一个奇特的性能,植入人体后不会引起排异反应,加之它与骨骼密度相仿,故成为比较理想的人造骨材料
解析铜的发现和使用要早于铁,所以第一代金属为铜而不是铁。
答案A
★7潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作导热介质,大大提高了热能的传递和转化效率,下列有关说法不正确的是( )
(导学号57260018)
A.原子半径:Na>Al
B.铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,则n(Al)≤n(Na)
C.铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中,肯定有氢氧化铜沉淀,也可能有铜析出
D.m
g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,若放出的H2越多,则铝的质量分数越小
解析选项A,Na、Al同周期,Na的原子序数小于Al,故Na的原子半径比Al大;选项B,反应后得到无色溶液,说明Na、Al完全反应,根据反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,故有n(Al)≤n(Na);选项C,Na与CuCl2溶液中的H2O反应生成NaOH,NaOH与CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,CuCl2量多时,Al与Cu2+反应而析出Cu;选项D,根据Na~H2,Al~H2,放出H2越多,则Al的质量分数越大。
答案D
8科研人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项技术具有广泛的能源潜在用途,包括为汽车、潜水艇提供燃料等。该技术通过向铝镓合金中注水,铝生成氧化铝,同时生成氢气。合金中镓(Ga,第ⅢA族)是关键成分,可阻止铝形成致密的氧化膜。下列关于铝、镓的说法正确的是( )
A.铝的金属性比镓强
B.铝的熔点比镓低
C.Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似,一定能与NaOH溶液反应
D.回收利用铝镓合金与水反应后的物质,可以冶炼铝
解析由同主族元素从上到下金属性逐渐增强,金属元素的熔点逐渐降低知,铝的金属性弱于镓,熔点高于镓;Ga(OH)3的碱性强于Al(OH)3。
答案D
9已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成,某同学设计的实验流程如下图所示:
(导学号57260019)
请回答:
(1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是 。
(2)溶液H中所含的阳离子有 (用离子符号表示)。
(3)为测定合金的组成,需要称量沉淀F的质量,则F需要洗涤,如何证明沉淀F是否洗涤干净
。
解析(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。
(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F,说明F是氢氧化物沉淀,再由E加适量盐酸生成F,F在过量盐酸中溶解而生成溶液H,说明F是Al(OH)3,F溶于过量盐酸,所得溶液中的阳离子是Al3+和H+。
(3)若沉淀F未洗涤干净,则表明会有沾附的氯离子,可向最后一次洗涤液中加入少量硝酸银溶液进行检验。
答案(1)过滤 (2)Al3+、H+ (3)取最后一次洗涤液,向其中加入少量硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则沉淀没有洗涤干净;若无沉淀产生,则表明沉淀已经洗涤干净
10合金是生活中常用的材料,请回答下列问题:
(1)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金,含碳量在2%~4.3%的称为 。不锈钢在空气中比较稳定,不易生锈,有较强的抗腐蚀能力,其合金元素主要是 ;
(2)青铜的主要合金元素为 ,黄铜的主要合金元素为 。
解析(1)铁和钢是含碳量不同的两种铁合金:生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。不锈钢是一种合金钢,主要在钢中添加了铬(Cr)和镍(Ni)。
答案(1)生铁 铬和镍 (2)Sn Zn
★11某铝合金中含镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,有人设计如下实验:
(导学号57260020)
(1)取样品a
g,称取时使用的仪器名称为 。
(2)将样品溶于足量稀盐酸中,过滤,滤液中主要含有的溶质是 ,滤渣中含有 ,在溶解、过滤时使用的仪器有
。
(3)向滤液中加入足量NaOH溶液后过滤,写出该操作中有关反应的离子方程式:
。
(4)在第(3)步的滤液中,通入足量CO2过滤,将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干并灼烧至质量不再减少为止,冷却后称量质量为b
g,有关反应的化学方程式为
。
(5)计算该样品中铝元素质量分数的表达式为 。
解析镁和铝能溶于盐酸,所以滤液中有氯化镁和氯化铝,滤渣中含硅、铜。向滤液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成Mg(OH)2沉淀。Al3+先生成Al(OH)3沉淀,然后溶解生成Al。过滤得到的沉淀是Mg(OH)2。向滤液中通入足量的CO2,Al、CO2和水反应生成Al(OH)3沉淀,灼烧后生成Al2O3。铝的含量是通过氧化铝的质量进行计算的,计算式是×2×27×100%。
答案(1)托盘天平
(2)AlCl3、MgCl2 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗、带铁圈的铁架台
(3)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-Al+2H2O
(4)NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3↓、
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(5)×100%
