2021学年第6节 材料的利用与发展同步达标检测题

第6节　材料的利用与发展

请判断下列说法的正误(正确的在括号内画“√”，错误的画“×”)：

(1)纳米材料是纳米这种物质的材料，它作为新型材料在机械强度、磁、光、热等方面都有很多的优点，有着很广的应用前景。(　　)

(2)制造材料时，人们经常综合考虑经济成本、环境污染、原料利用率、步骤的繁简等问题，来选择制造方案。(　　)

(3)为了保护环境，制造材料的过程中有“三废”产生的方案都不能选择。(　　)

[核心知识] 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。

[易错点拨] 化学变化和物理变化的本质区别：是否有新物质生成。

1．绿水青山就是金山银山。回收垃圾是减少环境污染的一种简单方法，下列可回收垃圾的主要成分为有机合成材料的是(　　)

A．旧报纸        B．铝制易拉罐

C．塑料瓶        D．玻璃瓶

2．“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)

3．2021·富阳区一模 科学与生活、生产、环境密切相关。下列说法错误的是(　　)

A．利用高纯单质硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转化为电能

B．《天工开物》中记载“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼，相激火生，则祸不可测”，是由于KNO3性质不稳定，撞击易爆炸

C．蛋白质作为营养物质，在人体内代谢，最终的代谢产物只有水和二氧化碳

D．常温下可用钢瓶运输储存液氧

4．2020·嘉兴 二氧化碳气体既是温室效应的元凶，又是一种潜在的碳资源。实验室里，科学家已成功利用二氧化碳与环氧丙烷(一种简单的有机物) 在催化剂的作用下合成“二氧化碳塑料”。该新型塑料在投入工业生产前，以下不是科学家重点考虑的问题是(　　)

A. 如何提高催化剂的催化效率

B．新型塑料是否可降解

C．新型塑料的化学性质是否稳定

D．新型塑料的生产是否影响碳循环

5．绿色化学的核心是要利用化学原理从源头上减少和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．材料有着广泛的应用，根据下列信息回答问题。

(1)上述材料中属于有机合成材料的是________________；属于合金的是________。

(2)纳米铁粉能吸附水中的某些污染物，吸附后经沉降、__________(填操作名称)可除去污染物。下列物质因具有吸附性而能起到净水作用的是________(填字母)。

a．生石灰  　　b．活性炭  　　　　c．纯碱

(3)纳米铁粉还能除去废水中的重金属离子(如铜离子)，写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式： ___________________________________________________________。

7．2020年平昌冬奥会闭幕式上，熊猫木偶、与人共舞的机器人、似“冰屏”的大屏幕、石墨烯发热服……这些新技术彰显了“中国智慧”和“中国制造”。如 所示是高为2.35 m、质量却只有10 kg的“熊猫木偶”，“熊猫木偶”是用一种特殊的铝合金管材和碳纤维条制成的，选择用铝合金作为制作材料，是因为它具有______________________(填写一点即可)等性质。“熊猫木偶”穿着的冰刀是由某种特殊的钢制成的，甲烷和氧化铁在高温条件下可以反应生成铁，同时生成两种可燃性气体，一种是单质，另一种是氧化物，写出此反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

8．科学改变世界，科技改变生活。请回答下列问题。

(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上最长的跨海大桥，它使用了世界上最大尺寸的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)。

9．纳米球异质二聚体是纳米自动化产业中的一种新模型。不溶于水的二氧化硅晶体可以制成微小的纳米球。在铂的催化作用下，过氧化氢分解，同时使一个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(如所示)，这就是一个纳米级发动机。它有望用于控制河流和溪水的污染以及人体内部器官和细胞的运行。根据以上信息判断，下列有关说法错误的是(　　)

A. 二氧化硅纳米球中含有的硅、氧两种元素的原子个数比为1∶2

B．纳米球异质二聚体的微粒大小在纳米级范围

C．过氧化氢分解时，二氧化硅不是催化剂

D．因为二氧化硅晶体能与水反应而溶解，所以该纳米级发动机可以用于水污染的控制

10．某科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；

猜想③：________________________________________________________________________。

[查阅资料] SO2是一种有毒气体，不能燃烧，能使红色品红溶液变为无色，是一种主要的大气污染物。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所示的实验。

[分析与结论]

(1)图中X溶液为________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试管中的残液时，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________________________________________________________________________。

答案

核心·易错

(1)×　 纳米材料是指基本颗粒在1～100 nm范围内的材料，它作为新型材料在机械强度、磁、光、热等方面都有很多的优点，有着很广的应用前景。

(2)√

(3)×　 制造材料的过程中产生“三废”的，应该处理成无污染的物质后再排放，以减少污染。

能力提升拔尖练

1．C　 自然界中的物质可以分为两大类：一类是无机物；一类是有机物。塑料属于有机合成材料。

2．B

 “零排放”即反应物中的原子利用率达到100%，即反应类型一般是化合反应，且反应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应，可假定反应时的化学计量数之比为m∶n，则只要各选项中的化学式能变化为(CO)m(H2)n的形式，都是正确的。

3．C　 晶体硅为良好的半导体材料，是制造太阳能电池的重要材料，可以将光能直接转化为电能；硝酸钾性质不稳定，受到撞击容易发生爆炸；蛋白质作为营养物质，在人体内代谢，最终的代谢产物除了水和二氧化碳，还有含氮元素的物质；常温下液氧与铁不反应，所以常温下可用钢瓶运输储存液氧。

4．D　

5．D　 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；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；用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；用浓硫酸和铜制备硫酸铜，反应过程中产生的二氧化硫是有害气体，污染大气，不符合绿色化学理念。

6．(1)高强度涤纶　特种钢　

(2)过滤　b　

(3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

7．密度小(或硬度大或耐腐蚀，合理即可)

3CH4＋Fe2O32Fe＋6H2＋3CO

 “熊猫木偶”是用一种特殊的铝合金管材和碳纤维条制成的，选择用铝合金作为制作材料，是因为它具有密度小、硬度大、耐腐蚀等性质。甲烷和氧化铁在高温条件下可以生成铁，同时生成两种可燃性气体，一种是单质H2，另一种是氧化物CO，此反应的化学方程式为  3CH4＋Fe2O32Fe＋6H2＋3CO。

8．(1)铝是比较活泼的金属，在常温下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)导电　

(3)b　

(4)2H2＋O22H2O　无污染(合理即可)

 (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，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，橡胶的相对分子质量往往很大，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。(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、原料资源丰富等。

培优初探拓展练

9．D　 二氧化硅为不溶于水的物质，不能与水发生反应。

10．[提出猜想] 产生的气体为SO2和H2的混合物

[分析与结论] (1)品红

(2)①

[反思与评价] (3)降低(或发生改变)

(4)将残液沿容器壁慢慢加入水中，并不断搅拌

(5)吸收多余的SO2，防止污染环境