1、第3课时 化学与材料科学的发展 一、无机非金属材料1传统硅酸盐材料玻璃原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)。主要设备：玻璃熔炉。反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理、化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是：CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2主要成分：CaSiO3、Na2SiO3 和 SiO2，其物质的量之比大约为 114，因此玻璃成分可表示为：Na2OCaO6SiO2。主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的熔点，故叫玻璃态物质，耐酸腐蚀(HF除外)。水泥a普通水
2、泥的主要成分为硅酸三钙(3CaOSiO2)，硅酸二钙(2CaOSiO2)和铝酸三钙(3CaOAl2O3)等。b水泥的特点是具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。c混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。2新型无机非金属材料新型陶瓷主要产品有半导体材料、耐高温陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷、SiC、Si3N4 等。SiC 的生产：SiO23C=高温 SiC2COSi3N4 的生产：3Si2N2=高温 Si3N43SiCl42N26H2=高温 Si3N412HCl现代信息基础材料单晶硅单晶硅的生产：SiO22C=高温 Si2COSi3H
3、Cl=高温 SiHCl3H2SiHCl3H2=高温 Si3HCl石墨、金刚石和 C60新材料诞生新科技化学气相沉积法制造薄膜的原理：CH4=高温 C(金刚石)2H2二、金属材料1钢铁的冶炼主要矿石：磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、黄铁矿(FeS2)。冶炼原理：在高温下，用还原剂将铁从其氧化物中还原出来，工业上一般以铁矿石、焦炭、石灰石和空气等为原料在高炉中炼制生铁。2铝的冶炼原料：铝土矿原理：2Al2O3=电解 4Al3O23金属的腐蚀及防护金属腐蚀分类化学腐蚀：金属材料与其接触的一些物质(如 O2、Cl2)直接反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。电化学腐蚀
4、：不同金属或不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。电化学腐蚀分类吸氧腐蚀：正极：O22H2O4e=4OH负极：Fe2e=Fe2析氢腐蚀：正极：2H2e=H2负极：Fe2e=Fe2金属腐蚀的防护a电镀：运用电解的原理，在金属器件表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜的过程。b发蓝：铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生成四氧化三铁氧化膜。三、高分子化合物与材料1高分子化合物的合成加成聚合反应如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、
5、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等的合成，均采用加成聚合反应生成。缩合聚合反应单体分子都含有两个以上能够反应的官能团是发生缩聚反应的必要条件，单体在生成高聚物的同时，还生成小分子副产物。像涤纶、尼龙、酚醛树脂等都是由缩聚反应制得的。2性能优异的合成材料塑料的改性功能高分子材料复合材料复合材料由两种或两种以上性质不同的材料组合而成，通常由基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。1我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是()A氧化铝陶瓷 B氮化硅陶瓷C光导纤维 D玻璃钢B【解析】氧化铝陶瓷是一种耐高温结构材料，经
6、常用来做高级耐火材料，导热性好；光导纤维是一种玻璃纤维，主要用于通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面；玻璃钢是一种复合材料，强度高而密度小，经常用于游乐车、水上游艇、餐桌椅等产品的生产；而氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性、耐磨损、耐高温且不易传热，不仅可以降低柴油机质量、节省燃料，而且能提高热效率，可用于制造发动机部件的受热面。2.实验室模拟工业上用铝土矿(主要成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下：请回答下列问题：(1)操作、操作、操作都用到的玻璃仪器有_。(2)写出由溶液 B 生成 Al(OH)3的离子方程式：_。(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为：
7、_。(4)生产过程中，除 NaOH、H2O 可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_(填化学式)。用此法制取铝的副产品是_(填化学式)。.我国高炉生产各方面取得了显著进步，但在资源和能源利用率、高炉大型化、提高产业集中度以及环保等方面还跟国际存在很大差距，有待进一步提高，努力向钢铁强国迈进。请回答下列问题：(1)高炉炼铁的原料有铁矿、焦炭和石灰石，其中起溶剂作用的是_，目的是除去铁矿石中的脉石，其产物密度比铁_，所以在铁水的_(填“上部”或“下部”)形成炉渣而与铁水分离。(2)焦炭在高炉炼铁中起着举足轻重的作用，下列不属于焦炭作用的是_(填字母序号)。A作为燃料，为炼铁中的化学反应提供能量B作
8、为还原剂与二氧化碳反应产生还原氧化铁的一氧化碳C对高炉中的物料起到支撑和疏散的作用D作为溶剂，除去铁矿石中的杂质(3)高炉炼铁的污染非常严重，目前我国部分大城市中的钢铁厂借着搬迁的机会也在进行着工艺改进。高炉炼铁导致的环境污染有_(填字母序号)。A臭氧空洞B.酸雨C一氧化碳毒害D.沙尘暴(4)写出高炉炼铁中与碳元素有关的氧化还原反应化学方程式：_。(5)从“三废”利用、环境保护等角度考虑，钢铁企业在生产中应采取的一些措施有_(举出2 种措施即可)。【解析】.(1)操作、操作、操作都是过滤，过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)NaAlO2 溶液中通入 CO2 生成 Al(OH)3 沉淀和Na2CO
9、3，其 离 子 方 程 式 为2AlO2 CO2 3H2O=2Al(OH)3CO32。(3)只有电解熔融 Al2O3 的反应属于氧化还原反应。(4)得到的 CaCO3 受热分解得到 CaO、CO2，可见CaO、CO2 可循环使用。操作所得的 Fe2O3 和电解熔融 Al2O3 得到的 O2 为副产品。.(1)高炉炼铁的原料中必须有合适比例的石灰石，其作用是作为杂质的溶剂，目的就是除去铁矿石中的二氧化硅，使其转化为熔点比较低的硅酸钙，反应为CaCO3=高温 CaOCO2，CaOSiO2=高温 CaSiO3。硅酸钙的密度比熔融铁的密度小，所以在高炉中硅酸钙等炉渣是浮在铁水之上的。(2)焦炭在高炉炼
10、铁中的作用是提供能量(作为燃料)、作为还原剂、还有对其中的物料起到支撑和疏散的作用。(3)高炉炼铁产生的尾气中含有大量的 CO、CO2、粉尘和硫、氮的氧化物，所以高炉炼铁会加剧酸雨的发生，还会导致局部地区中的 CO 浓度过大，使周围生物受到毒害。(4)高炉炼铁中，根据焦炭的作用，可以写出其燃烧反应、与二氧化碳的反应、一氧化碳还原氧化铁的反应。(5)从“三废”利用、环境保护等角度考虑，钢铁企业在生产中应建立污水处理系统；将石灰石煅烧成生石灰用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的 SO2，减少对空气的污染；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为生产水泥的原料；用炼铁厂的炉渣作为生产水泥的原料。【答案】.(1)烧
11、杯、漏斗、玻璃棒(2)2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO32(3)2Al2O3(熔融)4Al3O2(4)CaO 和 CO2 Fe2O3 和 O2.(1)石灰石 小 上部(2)D(3)BC(4)CO2=高温 CO2、CO2C=高温 2CO、Fe2O33CO=高温 2Fe3CO2(5)用炼铁厂的炉渣(或 CaSiO3)作为水泥厂的原料；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的 SO2，减少对空气的污染；建立污水处理系统(任写 2种，其他合理答案也可以)3美国航天飞机“哥伦比亚号”爆炸，是震惊世界的航天惨案。专家推测“哥伦比亚”航
12、天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离，引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。(1)其中照片显示，在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落，引起了科学家的注意，这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是_(填字母序号)。A增加航天飞机的强度，防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机B将太阳能转化为电能供航天飞机使用C便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令D在返回大气层时，陶瓷耐高温隔热，有效地保护航天飞机平安返回地面(2)隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是 Al2O3、ZrO2 等耐高温氧化物，黏结金属主要是
13、Cr、Mo、W、Ti 等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是_(填字母序号)。A由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料B复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料C玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料，它可做船体、汽车车身等，也可做印刷电路板D复合材料的熔、沸点一般比它的各组成成分的熔、沸点低 (3)将陶瓷和黏结金属研磨，混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，其密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。实验室有一金属陶瓷制成的容器，可用来盛放下列哪些物质_(
14、填字母序号)。ANaOH 溶液 BKNO3 溶液 C氢氟酸 D盐酸【解析】读懂题干，提取有用的信息，“隔热陶瓷瓦脱离，使飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体”是解题的关键。由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质是合金而非复合材料，复合材料的熔、沸点一般比它的各组分的熔、沸点高，性能好。金属与酸反应，陶瓷是硅酸盐产品，金属陶瓷不能用来盛酸性或碱性物质。(1)从题干信息看出、特殊陶瓷片的主要作用是隔热、防止机体与空气摩擦产生高温而熔化，故 D正确。(2)复合材料是由基体和增强体组合而成。A 项叙述的是合金而不是复合材料。复合材料一般具有各成分的性质，又比各成分的性能优良，强度高、密度小
15、、耐高温、耐腐蚀等，故 A、D 错。(3)金属陶瓷具有金属的性质和硅酸盐的性质，所以不能用来盛放酸性或碱性物质。【答案】(1)D(2)AD (3)B二、新型无机非金属材料类别示例特性用途氮化硅陶瓷硬度极高、耐磨损、耐高温、抗腐蚀、抗氧化能力强、电绝缘性好汽轮机叶片、轴承、发动机部件、永久性模具高温结构陶瓷碳化硅陶瓷硬度仅次于金刚石、耐高温、且在室温下能导电电热元件生物陶瓷氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷强度高、耐磨、无毒、不溶于水、对人体组织有较好的适应性、可直接植于人体人造牙齿、人造骨骼压电陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸铅陶瓷可将极其微弱的机械振动转换成信号声呐系统、气象检测、遥控环境保护、家用电器、压电地震仪【例
16、 1】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为 450 500)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得到高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点()57.712.8315熔点()70.0107.2升华温度()180300162请回答下列问题：(1)写出装置 A 中发生反应的离子方程式：_。(2)装置 A 中 g 管的作用
17、是_；装置 C中的试剂是_，装置 E 中的 h 瓶需要冷却的理由是_。(3)装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)。(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，将铁元素还原成 Fe2，再用 KMnO4 标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式：5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O。滴定前是否要滴加指示剂？_(填“是”或“否”)，请说明理由：_。某同学称取 5.000 g 残留物，预处理后在容量瓶中配制成 100 mL 溶液，移取 25.00 mL 试样溶
18、液，用1.000102mol/L 的 KMnO4 标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液 20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是_。【解析】制备四氯化硅的原料为 Cl2 和 Si。A 装置为 Cl2的制备装置，B、C 装置为除杂装置。先用 B 除去 HCl，再用 C(浓 H2SO4)除去水蒸气。Cl2 通入粗硅中反应，用冷水将产生的 SiCl4 冷凝即可。(1)制取氯气用浓盐酸和MnO2 在加热条件下反应。(2)g 管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相等的，这样便于盐酸顺利滴下。SiCl4 的沸点很低，只有 57.7，而反应的温度达几百摄氏度，故需冷凝收集。(3)从物质的物
19、理性质表可发现，AlCl3、FeCl3 和 PCl5 均易升华，故还可能含有Al、P、Cl 元素。(4)由于高锰酸钾本身是紫红色的，与Fe2反应时可以褪色，故可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5Fe2MnO4，n(Fe)10220103510025 4103 mol。w(Fe)4103565100%4.48%。【答案】(1)MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O(2)平衡压强 浓硫酸 使 SiCl4 冷凝(3)Al、P、Cl(4)否 KMnO4 溶液自身可作指示剂 4.48%三、金属冶炼的方法原料装置原理炼铁铁矿石、焦炭、石灰石、空气高炉还原剂 CO 的生成：CO2=CO2、CO2C=
20、2CO生铁形成：Fe2O33CO=2Fe3CO2炼钢生铁氧气顶吹转炉降低 C%：2CO2=2CO、2FeO2=2FeO、FeOC=COFe除杂质：FeSCaO=CaSFeO 脱硫添加合金元素：Cr、Mn、Ni原料装置原理炼铝铝土矿、纯碱、石灰、煤、燃料油电解槽铝土矿溶解：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O氢 氧 化 铝 析 出：NaAlO2 CO2 2H2O=Al(OH)3NaHCO3氢氧化铝脱水：2Al(OH)3=Al2O33H2O电解氧化铝：2Al2O3=电解 4Al3O2 冰晶石(Na3AlF6)-氧化铝熔融液阳极：6O212e=3O2 阴极：4Al312e=4Al【例 2】锂被
21、誉为“金属味精”，以 LiCoO2 为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以 锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6，还含有 FeO、MgO、CaO 等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2 开始沉淀 pH2.73.79.6完全沉淀 pH3.74.711请回答下列问题：(1)写出反应中有电子转移的化学方程式：_；(2)反应加入碳酸钙的作用是_；(3)有同学认为在反应中只需加入碳酸钠溶液也能达成该步骤的目的，请阐述你的观点和理由：_；(4)上述流程蒸发浓缩环节，若在实验室
22、进行该操作，当蒸发浓缩至_出现时，就可停止该操作。(5)Li 与 Mg、Be 与 Al、B 与 Si 这三对元素在周期表中处于对角线位置，相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处，这种相似性称为对角线规则。步骤中电解时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。(6)请设计一种从水洗后的矿泥中分离出 Al2O3 的流程(流程常用的表示方式为：目标产物)：【解析】(1)浓硫酸有氧化性，FeO 有还原性，二者在加热时会发生氧化还原反应。根据质量守恒定律和得失电子守恒可得该反应的化学方程式为：2FeO4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3SO24H2O。(2)反应加入碳酸钙的作用是除去反应中剩余的
23、 H2SO4；调节溶液的 pH，同时使 Fe3、Al3完全转化为沉淀而除去。(3)在反应中若只加入碳酸钠溶液，因为其碱性是盐水解产生的，碱性不如 NaOH 强，而且 MgCO3 的溶解度比 Mg(OH)2 大，不能很好的把 Mg2沉淀出去。因此不能达成该步骤的目的。(4)加热蒸发时，只要看到大量固体析出或者仅余少量液体时，停止加热，利用余热把固体蒸干。(5)步骤中电解时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，是因为在加热蒸干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量发生水解反应产生了 LiOH 混在 LiCl 中。LiOH 受热分解生成 Li2O，电解时产生了 O2。(6)水洗后的矿泥中含有 Fe2O3、
24、Al2O3、SiO2，可以先加盐酸把 Fe2O3、Al2O3 溶解变为 FeCl3、AlCl3，除去难溶的 SiO2；然后向溶液中加入过量的 NaOH 溶液，发生反应：FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl，AlCl3 4NaOH=NaAlO2 3NaCl 2H2O；过 滤，将Fe(OH)3 沉淀除去，再向滤液中通入过量的 CO2 气体，发 生 反 应 NaAlO2 CO2 2H2O=Al(OH)3 NaHCO3；把 Al(OH)3 沉淀过滤出来洗涤干净，然后灼烧即得 Al2O3。另一种方法是把矿泥用 NaOH 溶液处理，可以得到 NaAlO2 和 Na2SiO3 溶液，而 Fe2O3
25、 不溶，过滤除去；向滤液中加入过量的盐酸发生反应 NaAlO24HCl=AlCl3NaCl2H2O，Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl；把硅酸沉淀过滤除去，再向滤液中通入过量的氨气，发生反应 AlCl33NH33H2O=Al(OH)33NH4Cl；再把 Al(OH)3 沉淀过滤出来洗涤干净，然后灼烧即得 Al2O3。【答案】(1)2FeO4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3SO24H2O(2)除去反应中过量的 H2SO4；控制 pH，使 Fe3、Al3完全沉淀(3)不能，镁离子不能完全除去(4)晶体膜(或有大量晶体产生)(5)加热蒸干 LiCl 溶液时，LiCl 有少量水解生成L
26、iOH，LiOH 受热分解生成 Li2O，电解时产生 O2 四、金属腐蚀及防护分类实例金属腐蚀原理化学腐蚀氧气、氯气等，温度影响较大，钢材高温容易氧化电化学腐蚀原电池反应，例如钢材吸氧腐蚀(大多)：正极1/2O2H2O2e=2OH 负极 Fe2e=Fe2析氢腐蚀(酸性)：正极 2H2e=H2 负极 Fe2e=Fe2氧化膜用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密氧化膜电镀镀铬、锌、镍(在空气中不容易发生化学变化的金属)金属防腐方法其余改善环境、牺牲阳极(原电池的负极)、外加电流等保护法【例 3】据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达 7 000 亿美元，中国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总
27、值的 2%4%。(1)请你根据不同原理提出防止钢铁锈蚀的两条合理措施：_；_。(2)请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式：_。【答案】(1)进行表面防护处理(涂油、刷漆、表面镀金属等)改变金属内部结构(制成不锈钢)(2)Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O五、高分子材料塑料分类结构性质举例热塑性线型溶解于一些有机溶剂，一定温度范围会软化、熔融，加工成形聚乙烯热固性体型 不易溶于有机溶剂，加热不会熔融酚醛树脂1钢筋混凝土复合材料的基体是()A水泥 B沙子 C钢筋 D混凝土D【解析】本题考查知识点一，钢筋混凝土是一种复合材料，混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物，作基体，钢筋作增强体。
28、2下列有关生铁炼钢的叙述错误的是()A添加必要的元素，改善钢材的组织结构和性能B适当降低生铁中的含碳量，除去大部分硫、磷等杂质C加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D除去生铁中的非金属元素D【解析】生铁炼钢是通过氧化还原反应降低生铁中碳的含量，除去一些有害元素(如硫、磷)，并把其他元素(硅、钒、锰、铬等)的含量调控到指定范围的过程，并不是仅除去生铁中的非金属元素，故选 D。3下图是利用钛白粉生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程：下列有关说法正确的是()A反应中钛白粉(TiO2)作氧化剂B该工艺中可以循环使用的物质只有 Cl2C可以用 N2 代替 Ar 作为反应中的保护气D反应的化学方程
29、式为 2MgTiCl4=高温2MgCl2TiD【解析】A 项，反应中 TiO2 转化为 TiCl4，Ti 的化合价不变，TiO2 既不是氧化剂又不是还原剂；B 项，该工艺中可以循环使用的物质有 Mg、Cl2；C 项，Mg能与 N2 反应，N2 不能作为反应中的保护气；D 项，反应为 Mg 和 TiCl4 的置换反应。4下列有关新型高分子材料的说法中，不正确的是()A高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工和酿造业等B高吸水性树脂吸水量为自身质量的几十倍乃至上千倍，且既有吸水功能又有保水功能C导电塑料是应用于电子工业的一种新型高分子材料D合成高分子材料制成的人体器官一般都受到
30、人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度D5下列有关新闻事件的叙述正确的是()A在结冰的路面上撒盐，是利用盐与水发生化学反应放出大量热量，促使冰雪融化B我国决定推广使用车用乙醇汽油，乙醇汽油是一种新型的化合物，属于可再生能源C制造航空服的“连续纤维增韧”材料主要成分由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，它是一种新型无机非金属材料D“绿色荧光蛋白质”是由氨基酸加聚而成的高分子化合物C【解析】A 错误，在结冰的路面上撒盐，混合物的熔点比纯水的熔点低，在较低温度可使冰雪融化，是一个物理变化；B 错误，乙醇汽油不是一种新型的化合物，是一种新型的清洁燃料；C 正确，碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的材料是新型无机非金属
31、材料；D 错误，由氨基酸缩聚而成的高分子化合物，不是加聚。6乳酸在一定条件下所形成的聚酯的结构简式为，该酯可以作为新型的餐具原料。由它所产生的塑料在乳酸菌作用下，能迅速分解为无毒物质，可以降解。下列有关这种新型的可降解塑料的叙述正确的是()A降解塑料是一种纯净物B其生产过程中的聚合方式与聚苯乙烯相似C它属于一种线型高分子材料D其相对分子质量为 72C【解析】该降解塑料是乳酸在一定条件下的聚合产物，其聚合度 n 值是不确定的，它是相对分子质量大小不等的混合物，A 项错；由乳酸生成聚酯属于缩聚反应，它的链节彼此连接在一起形成一条长链，属于一种线型高分子化合物，而苯乙烯生成聚苯乙烯发生的则是加聚反应
32、，故 B 项错；因聚酯没有发生分子间交联，故其属于线型高分子材料，C 项正确；该聚合物的相对分子质量为 72n18，D 项错。7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它是把普通玻璃放在电炉里加热，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 46 倍，不易破碎，破碎时碎块没有尖利的棱角C【解析】玻璃是混合物，不是原子晶体，它只能在一定范围内软化，无固定的熔点。8随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。工业上回收废钒催化剂
33、(含有 V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2)中钒的主要流程如下：已知：.V2O5 和 NH4VO3 均为难溶物，VOSO4 和(VO2)2SO4 均为易溶物。.2VO2H2C2O42H=2VO2 2CO22H2O。回答下列问题：(1)步骤前，粉碎的目的是_。(2)步骤中发生反应的离子方程式为：_。(3)步骤的变化过程可简化为(HA 表示有机萃取剂)：VOSO4(水层)2HA(有机层)VOA2(有机层)H2SO4(水层)，则步骤中可选择硫酸作反萃取的原因是_。(4)用硫酸酸化的 H2C2O4 溶液滴定(VO2)2SO4 溶液，以测定操作后溶液中含钒量的步骤为：取 10.0 mL 0.1
34、mol/L H2C2O4 溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时，消耗待测液的体积为10.0 mL，由此可知(VO2)2SO4 溶液钒元素的含量为_g/L。(5)V2O5 可用金属(如 Ca、Al)热还原法获得钒，则金属铝热还原制得钒的化学方程式为_。【解析】(1)粉碎固体反应物，可以增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率。(2)亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5SO324H=2VO2SO422H2O。(3)加入 H2SO4，H2SO4 浓度增大，步骤化学平衡向左移动，使 VOSO4 进入水层。(4)根据题
35、目所给信息：2VO2H2C2O4，可知(VO2)2SO4 溶液钒元素的含量为：0.1 mol/L0.01 L251 g/mol0.01 L10.2 g/L。(5)铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，化学方程式为：3V2O510Al=高温 6V5Al2O3。【答案】(1)增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率(2)V2O5SO324H=2VO2SO422H2O(3)加入硫酸，可使平衡左移，使 VOSO4 进入水层(4)10.2(5)3V2O510Al=高温 6V5Al2O39玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反
36、应釜中_加入甲醛，且反应釜应装有_装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、_和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为_、_。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是_。玻璃钢具 有 _ 等 优 异 性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是_(填字母序号)。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，回收树脂【解析】(1)为防止温度过高，应间歇性加入甲醛，并且有散热装置(2)利用石灰石、纯碱、石英砂反应生成玻璃的方程式为 Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2、CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2。(3)玻璃钢是将玻
37、璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，其中玻璃纤维的作用是增强体，合成材料是基体；它的优点有：强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。(4)废旧合成材料的再生利用主要是三条途径：通过再生和改性，重新做成多种有用的材料和制品；采用热裂解或化学处理方法使其分解，用于制备多种化工原料；将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能；故 b、c 正确。因为塑料深埋地下一百年也不会腐烂，造成严重的白色污染，故 a 错；酚醛塑料不能溶解于有机溶剂，故 d 错。【答案】(1)间歇性 散热(2)纯碱 Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2 CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2(3)增强体
38、强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好(任写两点)(4)bc10某学生在 A、B、C、D 四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(并使铁丝完全浸没在食盐水中)，然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示：时间/小时00.51.0 1.5 2.0 2.5 3.0A 瓶(盛干燥细铁丝)0000000B 瓶(盛浸过食盐水的细铁丝)00.41.2 3.4 5.6 7.6 9.8C 瓶(盛浸过清水的细铁丝)0000.3 0.8 2.0 3.5D 瓶(盛完全浸没在食盐水中
39、的细铁丝)0000000(1)为什么有的导管中水面会上升？_。(2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为_(填小烧瓶的字母编号)。(3)影响铁生锈的因素除氧气外，还有_。(4)日常生活中常见到铁制品生成铁锈，试写出铁制品生成铁锈(Fe2O3xH2O)的化学方程式：_。(5)通过以上研究你认为在日常生活中应如何保护铁制品？_(至少回答两种方法)。【解析】铁丝在食盐水中会形成原电池，负极反应为 2Fe4e=2Fe2；正极反应为 2H2OO24e=4OH，由于铁丝腐蚀过程中消耗了 O2，使瓶内气体的物质的量减少，压强减小，致使导管中水面上升，产生的 Fe2 和 OH结合成Fe(OH)2：Fe22OH=Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步氧化生成 Fe(OH)3：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O，从而形成铁锈。【答案】(1)氧气消耗后，瓶内气体物质的量减少，导致瓶内压强减小，因此导管中水面上升(2)BCAD(3)水、电解质(或电解质溶液)(4)4Fe3O22xH2O=2Fe2O32xH2O(5)洗净擦干涂油；用导线与较活泼的金属锌连接；将铁制品置于通风干燥处，避免将其置于潮湿处等