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物质转化与材料利用
第6节
材料的利用与发展
学习目标：
1.识别材料的发展与人类文明的关系。
2.区分新型材料的性能和使用。
3.说明在制造材料过程中产生的污染及如何防治。
1.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序主要跟下列有关的是(
)
①地壳中的金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A.①③
B.②⑤
C.③⑤
D.②④
2.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
3.人们发现组成为铝－铜一铁－铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层，这为准晶体的开发和利用提供了先例。下列关于准晶体的说法中不正确的是(
)
A.准晶体具有的耐磨性、耐高温、低密度属于物理性质
B.准晶体铝－锰合金中的原子是静止不动的
C.准晶体具有良好的抗氧化性属于化学性质
D.准晶体的优良性能将会在材料工业中得到广泛应用
4.金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷（主要成分为AI2O3、ZrO2等耐高温材料）和黏结金属（主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属）研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中。已知Cr、Ti的金属活动性比Fe强，和Zn接近。据此判断，在高温烧结时可以使用的保护气是(
)
A.氧气
B.氮气或稀有气体
C.空气
D.HCI和水蒸气
5.绿色化学的核心是要利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源。下列做法不符合这一理念的是(
)
A.用可降解塑料取代聚乙烯等塑料制品
B.禁止汽车使用含铅汽油
C.用太阳能发电代替燃煤发电
D.制取硫酸铜：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
6.科学新材料的应用，使人们的生活质量不断提高。如图是不同年代常用的水管。
(1)图示水管中，含有的金属元素是
，含有的有机合成材料是
。
(2)铸铁管容易生锈，工业上常用稀盐酸来除铁锈(Fe2O3),该反应的化学方程式是
，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法：
。
(3)由水管所用材料的变迁，你得到的启示是
。
7.如图是一种防霾新产品－鼻用空气净化器，它的填充物是硅胶，硅胶可表示为mSiO2·nH2O.
(1)塑料是
(填“天然”或“合成”)材料。
(2)从组成元素种类分析，SiO2属于
。
(3)硅胶的结构疏松多孔，对PM2.5的吸收率达99%,说明其具有
性。
(4)目前许多城市“雾霾”严重，下列四项中，不会引起“雾霾”的是
(填字母)。
a.汽车尾气
b.工业废气
C.燃放烟花
d.城市绿化
8.石头纸是一种新型、环保纸张，它与传统的木浆纸不同，是将碳酸钙粉末、一定量的聚乙烯和胶合剂，经特殊工艺处理后制成的。
(1)下列说法中正确的是
。
A.聚乙烯属于有机合成材料
B.石头纸的应用不能减少对树木的砍伐
C.石头纸极易溶于水，可以回收利用
(2)若“环保石头纸”的主要成分为碳酸钙，假定其他成分不参与化学反应，请写出下列反应的化学方程式。
①如图所示，将“环保石头纸”样品在坩埚中煅烧
。
②将这种“环保石头纸”投入稀盐酸中
。
9.城北中学的科学兴趣小组利用废铜屑制取硫酸铜，设计方案如下：
甲：CuCuOCuSO2
乙：CuCuSO4
丙：CuCuSO4[Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O]
丁：CuCu(NO3)2CuCu(OH)2
溶液CuSO4
其中从理论、操作、经济、环保等方面考虑，你认为最合理的是(
)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
10.纳米球异质二聚体是纳米自动化产业中的一种新模型。它是在铂的催化作用下，二氧化硅纳米球与一个铂纳米球相结合，构成了一个纳米球异质二聚体（如图）。它可以用于河流和溪水的污染控制以及人体内部器官和细胞的辅助运行。根据以上信息判断，下列说法中正确的是(
)
A.二氧化硅是金属氧化物
B.金属铂可以与稀盐酸反应
C.纳米球异质二聚体具有净化水功能
D.铂在反应前后质量和性质都不改变
11.小敏设计了一个从空气中分离二氧化碳的操作方案，其基本流程如图所示（部分条件未标出）。
(1)操作a的名称是
，此操作需要用到的玻璃仪器有
。
(2)写出流程中生成碳酸钙和氢氧化钠的化学方程式：
。
(3)整个流程中，除水外，还有二种可以循环利用的物质是
(写化学式)。
12.获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通信，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料是
。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等。硅的纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法(方法一)如下：
SiO2Si(粗硅)SiHCI3(沸点31.5℃)Si多晶硅→单晶硅近来用得较多的另一种方法(方法二)是用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷气体，再加热分解硅烷可得高纯硅。根据上述信息回答下列问题：
①从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进步处理？
。
②把方法二中生产高纯硅的两个化学反应方程式补充完整：Mg2Si+4HCl=
+SiH4↑;SiH4Si+
。
13.当人们陶醉在丰富的物质生活中时，是否意识到有一支“垃圾大军”正向我们逼近，影响着我们的生活，危害我们的健康。
(1)一群环保志愿者在某社区推广垃圾分类，他们在居民小区放置了一些有分类标识的垃圾回收箱，结果却发现仍然有许多居民没有分类放置。
下列不属于造成这种现象的原因是
(填字母)。
A.居民嫌麻烦，没有垃圾分类的习惯
B.居民每天产生的生活垃圾非常多
C.居民的环保意识不强
D.居民不清楚垃圾分类的标准
(2)右图是居民区附近小型垃圾中转站(小圆圈)的布局，从保护环境的角度分析，它在选址上存河在的问题有
。
14.(科学态度与社会责任)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)。
15.(变化观念与平衡思想)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
铜螺丝
塑料脚套单质的是
，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.(2019·温州）银是一种银白色金属，密度较大，具有良好的导电性，长期放置会被氧化而发黑。其中属于银的化学性质的是(
)
A.银白色
B.密度较大
C.导电性良好
D.能被氧化
17.(2019·台州)金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
(1)请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤(可配图说明)：
。
(2)实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改(在图乙上用实线画出)，使其更合理。
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物质转化与材料利用
第6节
材料的利用与发展
学习目标：
1.识别材料的发展与人类文明的关系。
2.区分新型材料的性能和使用。
3.说明在制造材料过程中产生的污染及如何防治。
1.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序主要跟下列有关的是(▲)
①地壳中的金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A.①③
B.②⑤
C.③⑤
D.②④
【答案】D
【解析】铜、铁、铝三种金属活动性由强到弱的顺序为：铝＞铁＞铜；对比人类利用金属的历史：先有青铜器时代再到铁器时代，然后才有了铝制品；可以发现二者存在一定联系，同时不同时期人们对金属的冶炼方法和水平不同，也导致人们使用的金属材料不同。
【分析】本题考查学生对比分析资料信息，归纳变化规律的能力。
【详解】铜、铁、铝三种金属活动性由强到弱的顺序为：铝＞铁＞铜，金属的活泼性越强，金属越容易被氧化，越不稳定，在自然界中越容易以化合态存在，金属的冶炼越难，所以金属的使用早晚与金属的活动性强弱、金属的冶炼难易程度有关。故选：D.
2.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
【答案】A
【解析】A.根据物质的组成以及分类来分析；B.根据材料的分类来分析；C.根据分子结构来分析；D.根据物质的性质来分析。
【分析】根据题干信息，结合所需知识进行解答，难度不大。
【详解】A.由硼“足球烯”的化学式B40可知，它是由硼元素组成的纯净物，属于单质，故正确；B.由硼“足球烯”的化学式B40可知，其中不含碳元素，不属于有机物，故错误；C.由硼“足球烯”的化学式B40可知，每个分子是由40个硼原子构成的，所以与C60的原子排列不同，故错误；D.
硼“足球烯”与普通硼单质都是由硼元素组成的单质，因此其化学性质相似，故错误。故选A.
3.人们发现组成为铝－铜一铁－铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层，这为准晶体的开发和利用提供了先例。下列关于准晶体的说法中不正确的是(▲)
A.准晶体具有的耐磨性、耐高温、低密度属于物理性质
B.准晶体铝－锰合金中的原子是静止不动的
C.准晶体具有良好的抗氧化性属于化学性质
D.准晶体的优良性能将会在材料工业中得到广泛应用
【答案】B
【解析】A、根据物理性质的定义分析；B、根据原子不断运动分析；C、根据化学性质的定义分析；D、根据准晶体的用途考虑。
【分析】明确题目给予的信息是正确解决本题的关键。
【详解】A、物质不需通过化学变化就表现出来的性质叫物理性质，耐磨性、耐高温、低密度属于物理性质，故A正确；B、原子是不断运动的，故B错误；C、物质通过化学变化表现出来的性质叫化学性质，抗氧化性属于化学性质，故C正确；D、准晶体的优良性能将会在材料工业中得到广泛应用，故D正确。故选B.
4.金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷（主要成分为AI2O3、ZrO2等耐高温材料）和黏结金属（主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属）研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中。已知Cr、Ti的金属活动性比Fe强，和Zn接近。据此判断，在高温烧结时可以使用的保护气是(▲)
A.氧气
B.氮气或稀有气体
C.空气
D.HCI和水蒸气
【答案】B
【解析】根据题目给出的信息知道Cr、Ti的一些化学性质，比如：Cr、Ti可以与空气、氧气、水蒸气以及酸等发生化学反应，所以我们只能选择一些化学性质较为稳定的气体作保护气。
【分析】此题以我们熟悉的金属的一些化学性质为基础，掺杂了一些新的信息，让同学们自己学会抽出共性信息迁移解题，不断培养学生分析解决问题的能力。
【详解】根据“Cr、Ti的金属活动性比Fe强，和Zn接近”这一信息，我们以类比的方法可以得知：Cr、Ti可以与空气、氧气、水蒸气以及酸等发生化学反应，所以我们不能选用空气、氧气、水蒸气以及HCI作为保护气，只能选用氮气和稀有气体，因为它们的化学性质不活泼。故答案为：B
5.绿色化学的核心是要利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。寻找可以充分利用的、无毒害的原材料和能源。下列做法不符合这一理念的是(▲)
A.用可降解塑料取代聚乙烯等塑料制品
B.禁止汽车使用含铅汽油
C.用太阳能发电代替燃煤发电
D.制取硫酸铜：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【答案】D
【解析】绿色化学是指化学反应过程中以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”。
不仅充分利用资源，而且不产生污染。
【分析】本题考查了绿色化学的理念在不同化学应用中的体现，关键是理解实质后来解决问题。
【详解】A、可降解和可再利用的产品可减少白色污染，符合绿色化学理念，故A不符合题意；B、禁止汽车使用含铅汽油可以减少环境污染，符合绿色化学理念，故B不符合题意；C、太阳能发电代替燃煤发电可以减少有害气体和粉尘的排放，符合绿色化学理念，故C不符合题意；D、用浓硫酸和铜制备硫酸铜，反应过程中产生二氧化硫有害的气体污染大气，不符合绿色化学理念，故D符合题意。故选：D.
6.科学新材料的应用，使人们的生活质量不断提高。如图是不同年代常用的水管。
(1)图示水管中，含有的金属元素是
▲
，含有的有机合成材料是
▲
。
(2)铸铁管容易生锈，工业上常用稀盐酸来除铁锈(Fe2O3),该反应的化学方程式是
▲
，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法：
▲
。
(3)由水管所用材料的变迁，你得到的启示是
▲
。
【答案】(1)Fe、Zn,塑料；(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,在铁制品表面涂漆；(3)化学对社会进步和人类文明有重要贡献。
【解析】根据已有的知识进行，铸铁管和镀锌管属于金属材料，塑料管属于有机合成材料，盐酸能与金属氧化物反应生成盐和水，铁在有水和氧气并存时易生锈，防锈就是使铁与水或氧气隔绝，化学对人类社会的进步起到了推进作用。
【分析】本题通过材料的变迁考查了金属的知识，完成此题，可以依据题干提供的信息结合物质的性质进行，书写反应的化学方程式要注意配平。
【详解】(1)图示水管中，含有的金属元素是Fe、Zn，含有的有机合成材料是塑料，故填：Fe、Zn,塑料；(2)氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁和水，在铁制品表面涂漆能起到防锈的作用，故填：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,在铁制品表面涂漆；(3)化学对人类社会的进步起到了推进作用，故填：化学对社会进步和人类文明有重要贡献。
7.如图是一种防霾新产品－鼻用空气净化器，它的填充物是硅胶，硅胶可表示为mSiO2·nH2O.
(1)塑料是
▲
(填“天然”或“合成”)材料。
(2)从组成元素种类分析，SiO2属于
▲
。
(3)硅胶的结构疏松多孔，对PM2.5的吸收率达99%,说明其具有
▲
性。
(4)目前许多城市“雾霾”严重，下列四项中，不会引起“雾霾”的是
▲
(填字母)。
a.汽车尾气
b.工业废气
C.燃放烟花
d.城市绿化
【答案】(1)合成；(2)氧化物；(3)吸附；(4)d
【解析】根据常见的物质的成分以及类别进行分析解答，根据造成环境污染的因素解答即可。
【分析】本题考查的是化学与生活的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行。
【详解】(1)塑料是人工合成材料，故填：合成；(2)SiO2是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故填：氧化物；(3)根据硅胶的结构，硅胶的结构疏松多孔，对PM2.5的吸收率达99%,说明具有的是吸附性，故填：吸附；(4)汽车尾气、工业废气、燃放烟花都会造成空气污染，会形成雾霾，故填：d.
8.石头纸是一种新型、环保纸张，它与传统的木浆纸不同，是将碳酸钙粉末、一定量的聚乙烯和胶合剂，经特殊工艺处理后制成的。
(1)下列说法中正确的是
▲
。
A.聚乙烯属于有机合成材料
B.石头纸的应用不能减少对树木的砍伐
C.石头纸极易溶于水，可以回收利用
(2)若“环保石头纸”的主要成分为碳酸钙，假定其他成分不参与化学反应，请写出下列反应的化学方程式。
①如图所示，将“环保石头纸”样品在坩埚中煅烧
▲
。
②将这种“环保石头纸”投入稀盐酸中
▲
。
【答案】(1)A;(2)
①CaCO3CaO+CO2↑;②CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
【解析】(1)聚乙烯属于有机合成材料，故A正确；(2)将“环保石头纸”样品在坩埚中煅烧，发生反应：CaCO3CaO+CO2↑;将这种“环保石头纸”投入稀盐酸中反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
【分析】本题考查新材料与社会发展的关系。石头纸是一种新型、环保纸张。石头纸的应用能减少对树木的砍伐。
【详解】(1)A.聚乙烯属于有机合成材料，故A正确；B。石头纸的应用能减少对树木的砍伐，故B错排污；C.
石头纸难溶于水，故C错误；(2)将“环保石头纸”样品在坩埚中煅烧，发生反应：CaCO3CaO+CO2↑;;将这种“环保石头纸”投入稀盐酸中反应为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
;故答案为：(1)A;(2)
①CaCO3CaO+CO2↑;②CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
9.城北中学的科学兴趣小组利用废铜屑制取硫酸铜，设计方案如下：
甲：CuCuOCuSO2
乙：CuCuSO4
丙：CuCuSO4[Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O]
丁：CuCu(NO3)2CuCu(OH)2
溶液CuSO4
其中从理论、操作、经济、环保等方面考虑，你认为最合理的是(▲)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【答案】A
【解析】根据题干要求，要从反应的理论可行性，实际可操作性，经济廉价性，环保安全性等方面进行考虑分析，因此要熟悉铜及其化合物的各种性质。
【分析】此题难度较大，要从多方面分析一个实验方案是否合理，主要是从反应的可行性，环保安全，操作简便，经济节能方面考虑。
【详解】A、制得的方法是：2Cu+O22CuOCuO+H2SO4-CuSO4+H2O,反应原料易得，没有污染，符合要求，故A合理。B、Cu→CuSO4,因为铜和稀硫酸不反应，理论上不可行，所以B不合理；C、铜与浓硫酸反应能生成硫酸铜，但同时生成二氧化硫污染空气，消耗浓硫酸较多，故C不合理；D、此方案需要多步反应，操作复杂，且由铜制取硝酸铜是和硝酸银反应，也不经济，故D不合理。故选A.
10.纳米球异质二聚体是纳米自动化产业中的一种新模型。它是在铂的催化作用下，二氧化硅纳米球与一个铂纳米球相结合，构成了一个纳米球异质二聚体（如图）。它可以用于河流和溪水的污染控制以及人体内部器官和细胞的辅助运行。根据以上信息判断，下列说法中正确的是(▲)
A.二氧化硅是金属氧化物
B.金属铂可以与稀盐酸反应
C.纳米球异质二聚体具有净化水功能
D.铂在反应前后质量和性质都不改变
【答案】C
【解析】A.根据氧化物的组成来分析；B.根据金属活动性顺序来分析；C.根据题干信息来分析；D.根据催化剂的概念来分析。
【分析】此题是对一种新型纳米球的考查，结合日常所学利用题干中提供的信息是解题的关键。
【详解】A.硅属于非金属元素，所以二氧化硅是非金属氧化物，故错误；B.铂在金属活动顺序中排在H后面，所以不与稀盐酸反应，故错误；C.由题干信息可知，纳米球异质二聚体具有净化水功能，故正确；D.铂最为催化剂，其质量和化学性质在反应前后不变，故错误。故选C.
11.小敏设计了一个从空气中分离二氧化碳的操作方案，其基本流程如图所示（部分条件未标出）。
(1)操作a的名称是
▲
，此操作需要用到的玻璃仪器有
▲
。
(2)写出流程中生成碳酸钙和氢氧化钠的化学方程式：
▲
。
(3)整个流程中，除水外，还有二种可以循环利用的物质是
▲
(写化学式)。
【答案】(1)过滤；烧杯、玻璃棒、漏斗；(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH;(3)
NaOH、CaO.
【解析】解答本题关键是要知道可循环使用物质的找法，前面反应物中出现，后面的生成物中出现。
【分析】【详解】(1)过滤适用于分离不溶于液体的固体和液体的混合物的操作，所以操作a的名称是过滤，此操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；(2)根据生成物是碳酸钙和氢氧化钠，将其相互交换成分就是反应物碳酸钠和氢氧化钙，所以反应物是碳酸钠和氢氧化钙，生成物是碳酸钙和氢氧化钠，用观察法配平即可，所以方程式为：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH;(3)碳酸钠和氢氧化钙反应生成了碳酸钙和氢氧化钠，而在前面空气和氢氧化钠反应生成碳酸钠，所以氢氧化钠可以循环使用；碳酸钙高温生成了氧化钙和二氧化碳，在前面氧化钙与碳酸钠溶液反应，所以氧化钙也可以循环使用。故答案为：(1)过滤；烧杯、玻璃棒、漏斗；(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH;(3)(3)
NaOH、CaO
12.获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通信，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料是
▲
。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等。硅的纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法(方法一)如下：
SiO2Si(粗硅)SiHCI3(沸点31.5℃)Si多晶硅→单晶硅近来用得较多的另一种方法(方法二)是用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷气体，再加热分解硅烷可得高纯硅。根据上述信息回答下列问题：
①从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进步处理？
▲
。
②把方法二中生产高纯硅的两个化学反应方程式补充完整：Mg2Si+4HCl=
▲
+SiH4↑;SiH4Si+
▲
。
【答案】
(1)SiO2;
(2)①所含杂质较多;
②2MgCl2
2H2
↑
【解析】【分析】【详解】略
13.当人们陶醉在丰富的物质生活中时，是否意识到有一支“垃圾大军”正向我们逼近，影响着我们的生活，危害我们的健康。
(1)一群环保志愿者在某社区推广垃圾分类，他们在居民小区放置了一些有分类标识的垃圾回收箱，结果却发现仍然有许多居民没有分类放置。
下列不属于造成这种现象的原因是
▲
(填字母)。
A.居民嫌麻烦，没有垃圾分类的习惯
B.居民每天产生的生活垃圾非常多
C.居民的环保意识不强
D.居民不清楚垃圾分类的标准
(2)右图是居民区附近小型垃圾中转站(小圆圈)的布局，从保护环境的角度分析，它在选址上存河在的问题有
▲
。
【答案】(1)B;(2)沿河放置污染水源
【解析】(1)居民们对垃圾没有分类放置主要是居民的环保意识不强或不清楚分类的标准，与产生垃圾的多少是无关的。(2)垃圾沿河放置很容易使垃圾落入水中或有害液体渗入水中，造成水污染。
【分析】本题主要考查了在日常生活中与保护环境有关的现象。我国是最早提出垃圾分类收集的国家之一。如今中国生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其它垃圾。
【详解】(1)居民们对垃圾没有分类放置的原因主要是居民的环保意识不强，嫌麻烦，没有垃圾分类的习惯，或者是有些居民根本不清楚垃圾分类的标准，跟产生垃圾的多少无关，故选B;(2)居民区附近小型垃圾中转站靠近河岸，沿河放置会造成水污染。故答案为：(1)B;(2)沿河放置污染水源．
14.(科学态度与社会责任)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】(1)铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化；(2)导电；(3)b;(4)2H2+O22H2O;热值高(或无污染)
【解析】(1)根据金属铝具有良好的抗腐蚀性的原因分析；(2)根据石墨具有优良的导电性分析；(3)根据有机高分子材料包括：塑料、合成纤维、合成橡胶分析；(4)根据氢气燃烧生成水，氢气燃烧热值高、无污染分析。
【分析】本题属于基础题，难度不大，根据已有知识解答即可。
【详解】(1)在空气中，铝制品耐腐蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，故填：铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化；(2)石墨具有优良的导电性，可以作电极，故填：导电；(3)橡胶属于有机高分子材料，故选：b;(4)氢气燃烧生成水，反应的化学方程式点燃为：2H2+O22H2O;氢气作为理想燃料优点是本身无毒，热值高，产物是水对环境无污染，故填：2H2+O22H2O;热值高(或无污染)。
15.(变化观念与平衡思想)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
铜螺丝
塑料脚套单质的是
▲
，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：
▲
。
【答案】(1)铜螺丝；塑料脚套；(2)2,;CO2;(3)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】(1)根据材料的分类知识进行分析；(2)由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断未知反应物的化学式；(3)根据题意，溴化银受强光照射时会分解为银和溴Br2,当光线变暗(弱)时，银和溴在催化剂氧化铜的作用下，又重新化合生成溴化银，写出反应的化学方程式即可；可从化学材料的开发意义分析解答。
【分析】本题难度不大，利用化学反应前后元素守恒、原子守恒来确定物质的化学式以及掌握物质的分类等是正确解题的关键.
【详解】(1)铜螺丝是由一种元素组成的纯净物，属于单质；塑料属于有机合成材料；故答案为：铜螺丝；塑料脚套；(2)根据反应的化学方程式Cu+O2+
+H2O--Cu2(OH)2CO3，反应物中氧、氢原子个数分别为3、2,铜原子数未知，反应后的生成物中铜、氧、氢、碳原子个数分别为2、5、2、1,根据反应前后原子种类、数目不变，反应物中应该有2个铜原子，则每个＿分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2;故答案为：2,;CO2;(3)溴化银受强光照射时会分解为银和溴Br2，反应的化学方程式为：2AgBr2Ag+Br2,该反应属于分解反应；当光线变暗(弱)时，银和溴在催化剂氧化铜的作用下，又重新化合生成溴化银；从镜片材料从天然水晶、光学玻璃到光学树脂的变迁过程可以看出化学在材料的开发和利用中发挥着重要作用。故答案为：分解；催化；化学在材料的开发和利用中发挥着重要作用。
16.(2019·温州）银是一种银白色金属，密度较大，具有良好的导电性，长期放置会被氧化而发黑。其中属于银的化学性质的是(▲)
A.银白色
B.密度较大
C.导电性良好
D.能被氧化
【答案】D
【解析】物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质，如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等；物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，叫物理性质；物理性质经常表现为：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性、吸附性等。
【分析】本考点考查了物理性质和化学性质的区分，要记忆有关银的性质，并能够在比较的基础上进行应用，本考点的基础性比较强，主要出现在选择题和填空题中。
【详解】A、银白色，颜色属于物理性质；故选项错误；B、密度较大，密度属于物理性质；故选项错误；C、导电性良好，导电性属于物理性质；故选项错误；D、能被氧化，氧化性属于化学性质；故选项正确；故选：D.
17.(2019·台州)金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
(1)请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤(可配图说明)：
▲
。
(2)实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改(在图乙上用实线画出)，使其更合理。
【答案】(1)①检查装置的气密性；连接试管和广口瓶，往漏斗内加水，液面持续不下降；②装药品；在烧杯中加入碎冰和一定量的水，在试管中加入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置；③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量2%的稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量；④取等量的锌粒与4%的盐酸进行反应，重复试验；⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验。(2)金属与酸反应产生氢气的速率不是匀速的，是先快后慢，故图象为:
【解析】要探究酸质量分数对反应速率的影响，需要选择不同浓度的酸，控制其他量相同，通过测定相同时间内产生氢气的体积来判断反应的速率即可；画图时开始反应的速率不是匀速进行的，而是先快然后减慢，最后不变进行。
【分析】本题考查的是金属与酸反应速率的影响因素的实验探究，完成此题，可以依据已有的知识进行。
【详解】(1)要探究酸质量分数对反应速率的影响，需要在气密性良好的装置中进行，不能漏气，要控制反应的温度不变，选择药品要能体现控制变量，通过排水法测定收集氢气的速率，为了避免实验的偶然性，要注意多重复次实验，故填：①检查装置的气密性；连接试管和广口瓶，往漏斗内加水，液面持续不下降；②装药品；在烧杯中加入碎冰和一定量的水，在试管中加入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置；③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量2%的稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量；④取等量的锌粒与4%的盐酸进行反应，重复试验；⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验；故填：①检查装置的气密性；连接试管和广口瓶，往漏斗内加水，液面持续不下降；②装药品；在烧杯中加入碎冰和一定量的水，在试管中加入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置；③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量2%的稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量；④取等量的锌粒与4%的盐酸进行反应，重复试验；⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验。(2)金属与酸反应产生氢气的速率不是匀速的，是先快后慢，故图象为:
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精品试卷·第
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