高中化学第三章 探索生活材料综合与测试教案

1.金属的腐蚀

金属腐蚀是指金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。

(1)化学腐蚀

金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

(2)电化学腐蚀

不纯的金属(或合金)与电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。

在钢铁表面形成无数微小原电池

(3)化学腐蚀与电化学腐蚀的对比   

①本质：金属原子失电子而被氧化，M－ne－===Mn＋。

②化学腐蚀：金属与其他物质(不是电解质溶液)金属被氧化。

电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液活泼金属被氧化。

③相互关系：往往同时发生，电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

2．金属的防护

　下列说法正确的是(　　)

A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀

B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀

C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同

D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属得到电子被氧化

C　[本题考查金属腐蚀的实质和类型。金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，D错误。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理，可知C正确。利用原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀，例如镀锌铁中的Fe不易腐蚀，所以A、B不正确。]

　普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面问题。

(1)普通玻璃的成分是____________________________________________

_______________________________________________________________。

(2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用经历了________到________到________的演变过程。

(3)某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强剂材料可能分别为________。

A．金属；C　　　　　　　　　　　 B．陶瓷；SiO2

C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO   D．合成树脂；C

[解析]　(1)玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要反应为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，但原料中石英是过量的，所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。(2)由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想办法降低生铁中的碳元素，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。因此，铁的应用经历了“铁——普通钢——不锈钢等特种钢”的演变过程。(3)复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和C的复合材料。

[答案]　(1)硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅

(2)铁　普通钢　不锈钢

(3)A

1．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要。近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构简式应是(　　)

C　[一般碳氢化合物易燃，故选C。]

2．铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是(　　)

A．铁屑不生锈，试管内液面上升

B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变

C．铁屑生锈，试管内液面上升

D．铁屑生锈，试管内液面高度不变

C　[装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，最终Fe(OH)3失水生成铁锈，A、B错误；因反应消耗氧气，使试管内气压减小，液面上升，C正确，D错误。]

3．下列有关物质的用途(括号内为其用途)错误的是(　　)

A．SiO2(制作光纤)

B．Si和Ge(半导体材料)

C．钢化玻璃(汽车窗玻璃)

D．氮化硅陶瓷(作导热剂)

D　[A项中SiO2是制光纤的原料；B项中Si和Ge是重要的半导体材料；C项中钢化玻璃破碎时形成玉米粒大小的颗粒，无尖锐的棱角，不会伤人，故可作汽车窗玻璃；D项中氮化硅陶瓷的其中一个特点是绝热，不能作导热剂。]

4．下列关于天然橡胶的说法中，不正确的是(　　)

A．能在汽油中溶胀

B．天然橡胶日久后会老化，实质上发生的是氧化反应

C．天然橡胶加工时要进行硫化，实质上是打开碳碳双键，形成碳硫键或双硫键

D．天然橡胶是具有网状结构的高分子化合物

D　[天然橡胶的成分是聚异戊二烯

()，具有线型结构，能在汽油中溶胀。由于分子中有碳碳双键，易发生氧化反应而老化。]

5．每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失，因此如何更好地进行金属防护一直是科学研究领域中的重要课题。

(1)钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于________，沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是_____________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(2)据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝3.5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是__________。

(3)焊接钢铁时，常用________溶液除去铁锈，原因是溶液呈________性。

[答案]　(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)　沿海地区潮湿的空气中含电解质NaCl，加速了金属腐蚀

(2)2H＋＋2e－===H2↑

(3)NH4Cl　酸

6．材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。

(1)普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和______________

(填化学式)。用于汽车或火车车窗的玻璃是________玻璃。

(2)人类最早使用的合金是________。

(3)钛及钛合金被誉为“________金属”和“________金属”。

(4)近年来，人们又设计出了许多新型合金，如___________、

钛合金、形状记忆合金等。

(5)自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的________(填元素符号)，镀层破损后，自行车钢圈表面在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_________________________________________________

_______________________________________________________________。

(6)在复合材料中，一种材料作________，另外一种材料作________，如________就是一种复合材料。

(7)刚玉常用于手表轴承、砂轮和研磨等，刚玉的成分化学式是________。

(8)硅酸盐水泥的主要成分是_______________________，

为调节水泥的硬化速度，常在水泥中加入________。

(9)工业上制水泥和玻璃需用到的共同的原料是________，制水泥和陶瓷需用到的共同的原料是________。

[解析]　(1)普通玻璃是用SiO2与Na2CO3、CaCO3在玻璃熔炉中经高温生成的，主要成分是Na2SiO3、CaSiO3与SiO2，普通玻璃高温下快速冷却可得钢化玻璃，钢化玻璃的强度大，不易碎，且破碎时没有棱角，常用于车窗玻璃。

(2)人类在使用石器时代的后期就开始学会铸造青铜器了。

(3)钛被誉为“21世纪”的金属，其合金在太空与深海领域有广泛用途，也被誉为“空间金属”和“深海金属”。

(4)新型合金材料不断发明，其中一种储氢合金工作原理为2Li＋H2===2LiH，LiH＋H2O===LiOH＋H2↑。

(5)自行车镀层(铬)破损后易发生吸氧腐蚀，其中铁是负极，Fe－2e－===Fe2＋。

(6)复合材料是一种材料为基体，另一种材料为增强剂复合而成具有更优良性能的新材料。

(7)刚玉也称人造宝石，成分为Al2O3。

(8)为调节水泥的硬化速度，常在水泥中加入石膏。

(9)工业上制取玻璃的原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)，制水泥的原料是黏土与石灰石(CaCO3)，制陶瓷主要原料是黏土。

[答案]　(1)SiO2　钢化　(2)青铜　(3)空间　深海

(4)储氢合金　(5)Cr　Fe－2e－===Fe2＋

(6)基体　增强剂　玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)(其他合理答案也可)

(7)Al2O3

(8)3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3　石膏

(9)石灰石　黏土