2.6 材料的利用与发展 同步练习（含答案）

2.6材料的利用与发展
一、选择题
1.中科院广州化学研究所采用最新的纳米技术，成功地开发出“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
2.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。当材料的晶粒(或微粒)的大小处于纳米级时，其性质就会出现奇异的变化。如：各种块状金属显示一定的颜色(多数银白色，少数呈红色)，但当其细化到纳米级时，都成了黑色。纳米ZnO能吸收雷达电磁波，可用作“隐形”飞机的涂料。下列说法中，你认为正确的是( )
A.用氢气还原氧化铜的实验中，得到的铜粉是纳米铜B.纳米氧化锌的化学性质类似于纳米氧化铁，不能与稀硫酸反应C.黑白照相底片上析出的黑色银颗粒处于(或小于)纳米级大小D.“隐形”飞机就是人的肉眼看不到的无色透明的飞机
3.把研究工作视为游戏是2010年诺贝尔物理学奖得主海姆及其团队的特别之处。他们发现的新材料石墨烯有许多奇特的属性：密度小、硬度大、柔软、可回收，有优良的导电性、导热性及抗拉伸能力，它也将会代替现有的硅材料。根据石墨烯的属性，下列不能用石墨烯来制造的是( )
A.新型半导体材料 B.优良的绝缘材料 C.超轻型飞机材料 D.新型防弹衣材料
4.变色镜是由一种叫做“光致变色”的玻璃制成的。它是在普通玻璃原料中加入氯化银等物质，这些物质在光的作用下分解成黑色银微粒而使玻璃变暗。在暗处，由于加入玻璃中的催化剂的作用，又可化合成氯化银等物质。下列有关变色镜的说法错误的是( )
A.变色镜玻璃和普通玻璃的不同是加入了氯化银、催化剂等物质B.变色镜玻璃变色是一个物理变化的过程C.加入玻璃中的氯化银属于盐类，而分解成的银微粒是金属单质D.由变色镜变色原理可知，氯化银应避光保存
5.“智能纤维”是一种新型材料，能对外界环境和内部状态的变化做出响应。其中，相变纤维能够通过吸热、放热来实现对温度的调节；凝胶纤维能够对温度做出反应；电子纤维能够导电及消除静电；记忆纤维能在特定环境下恢复原状。下列说法正确的是( )
A.相变纤维制成的衣服可以调节体温，是通过做功来实现的B.用凝胶纤维有可能制成显示体温的衣服C.电子纤维是一种绝缘体D.记忆纤维发生形变后无法恢复原状
6.国家大剧院主体建筑表面安装了近2万块钛(Ti)金属板。已知Ti原子核内有22个质子，则下列叙述正确的是( )
A.Ti02中含有氧分子 B.Ti4+核外有26个电子C.Ti可以表示一个钛原子 D.CaTiO３属于金属氧化物
7.某毛绒玩具的外部材料为纯羊毛，内充物为无毒的合成纤维。下列说法正确的是( )
A.制作毛绒玩具的内充物是引起“白色污染”的主要物质B.纯羊毛和合成纤维可用燃烧法区别C.制作毛绒玩具的外部材料属于有机合成材料D.合成纤维的吸水性和透气性比纯羊毛好
8.石墨纸是最新研发的一种独特的复合材料(如图所示)，其成分以石墨为主，薄如纸张，比钢要坚硬10倍且轻巧，还可以回收再利用，下列有关石墨纸说法错误的是( )

A.石墨纸是一种环保材料 B.石墨纸是绝缘体，不易导电C.与钢相比，石墨纸的硬度较大 D.与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小
9.“信息”、“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱.下列叙述正确的是( )
A.有机高分子材料的广泛应用“有百利而无一害”B.常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等C.超导体是一种电阻为零的材料，用来制造灯丝，灯泡会特别亮D.水泥、玻璃钢、汽车轮胎都是常见的复合材料
10.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
11.有人说：化学是21世纪最有用、最富有创造性的中心学科，材料是化学学科的一大法宝，下列图片中的应用，属于材料中的复合材料对人类贡献的是( )
A.钛合金用作人造骨骼 B.合成纤维用作运动服装C.陶瓷用作日用品 D.玻璃钢用作撑杆
12.据报道，科学家成功打造出世界上首个硼“足球烯”，它是由40个硼原子构成的硼球分子，这个由硼构成的新形态有望带来新的纳米材料，并可能在储氢中发挥巨大作用。以下关于硼“足球烯”的说法中，正确的是( )

A.硼“足球烯”是非金属单质B.硼“足球烯”属于人工合成的有机高分子材料C.硼“足球烯”与C60的原子排列相同D.化学性质与普通硼单质不同
二、填空题
13.近日，浙江大学高分子系课题组制备出了一种超轻气凝胶——全碳气凝胶——它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，将100立方厘米大小的“碳海绵”“踩”在狗尾巴草上，纤细的草须一点都没有被压弯，如图所示。该材料具有高弹性、强吸附，应用前景广阔。

(1)全碳气凝胶是目前世界上最轻的物质，这里的“最轻”指的不是质量，而是指 。
(2)该物质是用石墨为原料的石墨烯和碳纳米管制成。石墨是碳的一种 。
14.液晶是一类新型材料，广泛地用于电子、仪表产品等。MBBA是其中一种研究较多的液晶材料，化学式为C18H21NO。
(1)MBBA中含有__________种元素，1个MBBA分子中含有__________个原子；
(2)MBBA的相对分子质量为__________。
15.眼镜是人们常用的护眼工具，如图是一款变色眼镜的示意图：

(1)所标物质中属于金属单质的是_____，属于有机合成材料的是_____。
(2)夏天铜螺丝部位常出现一层绿色物质，这是由于铜生锈的原因，请完成该反应的化学方程式：_____Cu＋O2＋_____＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
(3)该款变色眼镜的玻璃里加入了溴化银(AgBr)和氧化铜。在强光照射下，溴化银分解成溴和银，玻璃颜色变深，此反应类型属于_____反应；当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，重新生成溴化银，玻璃颜色变浅，氧化铜在反应中起_____作用。结合镜片材料从天然水晶、光学玻璃到光学树脂的变迁过程，请你谈一谈化学与生活的关系：_____。
16.纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛，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。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)纳米陶瓷刀__________(填“能”或“不能”)被磁铁吸引，它的耐磨性好，是因为它的__________高。
(2)如图是纳米陶瓷刀、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)，反映普通菜刀磨损特点的是曲线__________。
(3)根据纳米陶瓷的特点，它还可以被制成什么生活用品？__________。
17.下表列出了几种常见合金的成分及主要性质。
合金名称
高速工具钢
武德合金
镍铬合金
成分
含铬3.8%～4.4%，钨11%～19%，钒等
含铋50%，铅25%，锡、镉各12.5%
含镍80%，铬20%
性质
耐磨，硬度大
熔点低(70℃)
熔点高，电阻率大
根据表中提供的信息，你认为电炉丝应选用__________绕制而成，保险丝可选用____________________(均填合金名称)制成。
18.化学改变世界，科技改变生活。

请回答：
(1)我国自主研发的复兴号动车组列车，领跑世界，其制造材料有铝合金等，在空气中铝制品耐腐蚀的原因是_____。
(2)我国对石墨烯技术的研究居世界领先地位。石墨烯性能优良，用途独特，比如作太阳能电池的电极，这主要是利用了它的_____性。
(3)我国自主设计建造的港珠澳大桥是目前世界最长的跨海大桥，它使用了世界最大尺寸高阻尼橡胶隔震支座，其中橡胶属于_____(填字母)。
A、金属材料b、有机高分子材料c、复合材料
(4)我国在氢能汽车研发领域取得重大突破，采用了第四代以氢为燃料的电池技术。氢气作为理想能源前景广阔，氢气燃烧的化学方程式为_____,氢能源的优点是_____。(答出一点即可)

答案和解析
一、选择题
1.D
2.C
【解析】A、氢气还原氧化铜反应得到的铜粉为红色，根据题意知当金属细化到纳米级时都会变成黑色，所以不是纳米铜；故A不正确；B、晶粒到纳米级时，只是其直径变得很小，原子本身没有发生变化，化学性质不变而能与硫酸反应；故B不正确；C、由题给信息根据材料晶粒金属细化到纳米颗粒时，就成了黑色；故C正确；D、用作隐形飞机的制造材料能吸收雷达电磁波，雷达测不到，并非肉眼看不见；故D不正确。
3.B
【解析】A.石墨具有优良的导电性，可以用来制作半导体材料。此选项正确，不符合题意；B.石墨具有优良的导电性，不能用来制作绝缘材料。此选项错误，符合题意；C.石墨的密度较小，可以用来制作超轻型飞机材料，能够减轻飞机的质量。此选项正确，不符合题意；D.石墨具有较高的硬度，可以作为防弹衣材料。此选项正确，不符合题意。
故选B.
4.B
5.B
6.C
【解析】A、TiO2中应含有氧元素；而“TiO2中含有氧分子”，说法错误，故A错误；B、Ti原子核外有22个电子，则Ti4+核外有18个电子；故Ti4+核外有26个电子说法错误，故B错误；C、Ti可以表示一个钛原子，说法正确，故C正确；D、CaTiO3属于盐，不是氧化物，氧化物只有两种元素，故D错误。故选C。
7.B
【解析】A、塑料是引起“白色污染”的主要物质，而这里用的内充物是无毒的合成纤维，故错误。B、纯羊毛属于天然纤维，含有蛋白质，燃烧时会产生烧焦羽毛的气味，而合成纤维燃烧时冒黑烟，无特殊气味，且灰烬形成硬快，不易碎，故正确。C、毛绒玩具的外部材料是天然的纯羊毛，不是合成材料，故错误。D、合成纤维的强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀性，但它的吸水性和透气性差，纯羊毛属于天然纤维，具有较好的吸水性和透气性，故错误。
8.B
9.B。
【解析】解：A、有机高分子材料中的塑料以及橡胶的广泛应用，长期接触会对人体造成很大的伤害，故A错误；B、硅、锗、砷化镓属于半导体材料，故B正确；C、超导体没有电阻，电流通过是不会发热，所以不能用作灯丝，故C错误；D、水泥、玻璃钢属于复合材料，而汽车轮胎属于合成材料，故D错误。
10.A
11.D
12.A
四、填空(本部分共有1道题，共10分)
二、填空题
13.(1)密度；(2)单质
【解析】(1)全碳气凝胶是目前世界上最轻的物质，这里的“最轻”指的不是质量，而是指密度；
(2)碳元素组成的单质主要是指金刚石、石墨和C60.
14.(1)4；41(2)267
15.铜螺丝塑料脚套2CO2分解催化化学在材料的开发和利用中发挥着重要作用
【解析】试题分析：物质中属于金属单质的是铜螺丝，钛合金镜腿；有机合成材料的是塑料；根据质量守恒定律可以确定参加反应的铜原子的个数是2个，同时需要参加反应的物质是二氧化碳；在强光照射下，溴化银生成溴和银，说明该反应是分解反应；氧化铜在反应中起催化作用；化学与生活的关系化学的发展为人类提高生活质量提供了物质保障等。
考点：化学材料质量守恒定律反应类型催化剂化学与生活
16.(1)不能；硬度(2)c；a(3)盛放强酸、碱、盐的容器(合理即可)
17.镍铬合金；武德合金。?
【解析】电炉丝工作时，要求温度高，要求电炉丝的熔点高，负责电炉丝工作时，达到熔点，吸收热量，容易烧断电炉丝，影响正常的工作；因此应选择熔点高的镍铬合金。
保险丝工作时，防止电流过大，引起火灾，保险丝不熔断，所以保险丝的熔点要低，如果保险丝的熔点高，不能达到保险丝熔化的条件，发生意外时，保险丝不熔断；因此，应选择熔点低的武德合金。
18.铝是比较活泼的金属，在常温下就很容易与氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，阻止内层的铝进一步氧化，从而具有很好的抗腐蚀性导电b2H2+O22H2O无污染
【解析】(1)铝是比较活泼的金属，在常温下就很容易与氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，阻止内层的铝进一步氧化，从而具有很好的抗腐蚀性。
(2)石墨烯具有十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性能，作电极是利用了石墨烯的导电性。
(3)金属材料是指纯金属及其合金，不论是天然橡胶还是合成橡胶，橡胶的相对分子量往往很大，大于几十万，属于有机高分子化合物，故属于有机高分子材料，复合材料是指金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料等多种材料的复合。故选b；
(4)氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为：2H2+O22H2O；氢气作为理想燃料优点是无污染、热值高、资源丰富等。