第6节 材料的利用与发展 同步练习

第6节 材料的利用与发展
1.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(　　)
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A.石器　　　 B.青铜器　　C.铁器　　D.高分子材料
图2－6－1
2.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
3.“可燃冰”又称天然气水合物，它是在海底的高压低温条件下形成的，它的外观像冰，1体积“可燃冰”可储藏100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述中，不正确的是(　　)
A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C.“可燃冰”提供了水可能变成油的证据
D.“可燃冰”的可燃成分是甲烷
4.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
5.在浇筑三峡大坝的混凝土(成分中含有氧化钙)时，为了防止浇筑过程中混凝土水化放出的热量使坝体温度升高，技术人员在仓内埋设了许多管道，一旦温度升高，则通水冷却。下列说法中不正确的是(　　)
A.混凝土的水化过程包含化学变化 B.混凝土是混合物
C.混凝土的水化过程中吸收热量 D.钢筋混凝土中有金属材料
6.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
7.“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)
8.电动自行车以轻便、省力、操作简单、节能的优势正日益受到城镇居民的青睐。
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图2－6－2
(1)自行车的轮胎使用的材料是____________(选填“金属材料”或“合成材料”)；
(2)自行车常用的防锈措施有：________________(写出一种即可)等；
(3)电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学电源，它工作时是_______能转化成______能；
(4)铅蓄电池中的电解液常用30%～50%的稀硫酸。欲配制质量分数为40%的稀硫酸490 g，需98%的浓硫酸_______g，水_______g；
(5)部分厂商在销售电动自行车时打出了“环保”的旗帜，与以使用燃料为动力的轻便摩托车相比，行驶过程中电动自行车不会产生______________________。
9.没有金属，生活是难以想象的。请你根据所学知识回答下列问题：
(1)只要观察一下你的周围，你就能理解金属是多么有用。在一百余种元素中，金属元素的种类比非金属元素的种类______。由于金属具有特殊的组成和结构，决定了金属具有优良的物理性能。你认为金属比较重要的两种物理性质是________________________________。
现代社会以各种金属为支撑，其中用量最大、应用最广泛的金属是_______。地壳中含量最丰富的金属是_______。
(2)尽管金属有非常优良的物理性质，但应用金属经常遇到的问题是大多数金属化学性质活泼，易与其他物质发生反应。例如，大多数金属暴露在空气中易被腐蚀，这是因为金属易与氧气发生反应，该反应的实质是___________反应。从金属的原子结构看，你认为金属易与其他物质发生反应的根本原因是_______________________________________________。
(3)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_____________________________________。
10.某化工厂制取硝酸铜用下列两种途径：
(1)铜与稀硝酸反应，反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的一氧化氮在空气中很容易被氧化成二氧化氮。
(2)铜与浓硝酸反应，生成硝酸铜的同时还生成二氧化氮和水，写出反应的化学方程式___________________________________________。
试回答：
一氧化氮、二氧化氮是大气污染物，在生产中要尽可能减少排放。若要制得等量的硝酸铜，哪种途径较好，说明理由____________；制等量硝酸铜消耗原料少，产生污染气体少。
根据所学知识请你设计制取硝酸铜更合理的途径______________________。
11.某化学活动小组的同学在探究金属与酸反应时，发现铜与浓硫酸在加热条件下能够发生反应，并产生大量气体。
【提出问题】 产生气体的成分是什么呢？
【分析讨论】 经分析讨论，大家认为产生的气体可能是H2、SO2、SO3、O2等气体，经进一步查验后确认没有SO3、O2，于是大家决定进一步探究气体成分。
【提出猜想】 猜想①：产生的气体仅为SO2；
猜想②：产生的气体仅为H2；
你认为猜想③__________________________。
【查阅资料】 SO2是一种有毒气体，不能燃烧，能使红色的品红溶液变为无色，是一种主要大气污染物。H2则不能使红色品红溶液褪色。铜与浓硫酸反应时，硫酸总会剩余。
【设计实验】 该小组的同学据此设计并完成了如图2－6－3所示的实验：
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图2－6－3
【分析与结论】
(1)图中X为_______溶液。
(2)由以上实验可知：猜想_______(填“①”、“②”或“③”)正确。
【反思与评价】
(3)与活泼金属和稀硫酸的反应不同，铜与浓硫酸反应时，硫元素的化合价____________。
(4)实验结束后，有同学认为在处理图中反应①试管中残液时，应先用水将残液稀释，正确的操作方法是____________________________。
(5)另有同学认为多余的气体应通入一个装有NaOH溶液的烧杯中，其原因是___________。
12.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？
13.木炭粉还原氧化铜实验后的混合粉末中含有铜、氧化铜、少量木炭粉，实验室从该混合粉末中回收铜的方案如下：
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图2－6－4
(1)写出下列反应的化学方程式：
反应①：___________________________；
反应②：______________________________。
(2)反应①所用的硫酸的质量分数为24.5%。现要配制40 g 24.5%的硫酸，需______g 98%的硫酸和______g水。实际操作时，用10 mL量筒量取98%的硫酸(密度为1.84 g/cm3)，所需浓硫酸的体积是_______。
(3)在进行“反应①”、“反应②”、“反应③”的操作时，可将反应物加入_______中(填仪器名称)，然后_______(填操作名称)，使反应充分进行。
(4)试剂A可选用______________溶液(填一种物质的化学式)。
(5)为了从混合粉末中回收更多的铜，可对实验方案进行修改和完善，你的建议是(提出一条即可)__________________。
参考答案
1.A 2.B 3.C
4.D【解析】 废弃塑料不易降解，易造成环境污染，使用可降解塑料是解决“白色污染”的有效措施。
5.C 6.B
7.B【解析】 CO、H2充分反应后所得物质的分子中C、H、O原子的个数比为1∶2n∶1，n为正整数，则为原子利用率100%。
8. （1）合成材料 （2）电镀(或涂油漆、涂油等) （3）化学 电 （4）200 290
（5）有害气体(或CO、NO等合理答案即可)
9. (1)多 导电性、导热性(或延性、展性、硬度大等) 铁 铝 （2）氧化(或缓慢氧化) 金属原子最外层电子数少于4个，在化学反应中易失去电子 （3）Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
10. Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 途径(1)较好 先将铜在空气中加热变成氧化铜，然后让氧化铜与稀硝酸反应制得硝酸铜
【解析】(2)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，故答案为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；途径1生成3分子硝酸铜需要8分子硝酸，生成2分子一氧化氮，而途径2，生成1分子硝酸铜，需要4分子硝酸，生成2分子二氧化氮，制得等量的硝酸铜，方案2排放的废物多，故答案为：途径(1)较好。制等量硝酸铜消耗原料少，产生污染气体少。金属氧化物会与酸反应生成盐和水，金属和氧气会生成金属氧化物，故答案为：先将铜在空气中加热变成氧化铜，然后让氧化铜与稀硝酸反应制得硝酸铜。
11. 产生的气体为SO2和H2混合气 （1）品红 （2）① （3）降低(或发生改变) （4）将残液慢慢地加入水中，并不断搅拌 （5）吸收多余的SO2，防止污染环境
12. (1)0.2 g　(2)93.3%　(3)21.6%
【解析】 (1)反应生成的氢气质量＝97.0 g－96.8 g＝0.2 g
(2)设生铁中铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，则
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
56　　　 　　　152　　2
x　　　　　　 　y　　0.2 g
x＝0.2 g×＝5.6 g
y＝0.2 g×＝15.2 g
Fe%＝×100%≈93.3%
(3)不溶性杂质的质量＝6.0 g－5.6 g＝0.4 g
FeSO4%＝×100%≈21.6%
13.（1）H2SO4＋CuO===CuSO4＋H2O Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
（2）10 30 5.4mL （3）烧杯 用玻璃棒不断搅拌 （4）H2SO4(或CuSO4等合理即可) （5）回收滤渣Ⅰ中的Cu
【解析】 (1)氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜。铜和木炭不反应也不溶于水。滤液Ⅰ是硫酸铜和剩余硫酸的混合物。滤渣Ⅰ是铜和炭粉。滤渣Ⅱ是铜和铁的混合物；滤液Ⅱ是硫酸亚铁溶液。除去铜中的铁可以用硫酸或硫酸铜溶液，使铁反应生成溶于水的物质，再过滤将不反应的铜分离。