科学九年级上册第6节 材料的利用与发展当堂达标检测题

2.6 材料的利用与发展

【知识网络】

【知识掌握】

1.根据人类在不同时期的材料发展情况，可将人类的历史分为旧石器时代、新石器时代、铜器时代、青铜器时代、铁器时代、新材料时代

2.当前最令人关注的材料：光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材料、超导材料、纳米材料等

3.纳米材料：以纳米为单位的超级微小颗粒（材料），称为纳米材料

特性：在机械强度、磁、光、声、热等方面与普通有很大的不同。

【例题精析】

例1．半导体材料的不断发展，加快了智能芯片的不断革新，下列材料中属于半导体材料的是（　　）

A．铜 B．橡胶 C．塑料 D．硅

例2．超轻“固态烟”是将SiO2和液体溶剂混合，经加压、干燥后形成的多孔海绵状结构的物质。它能承受超过自身重力几千倍的压力，绝缘性强、耐高温。下列说法中不正确的是（　　）

A．SiO2中硅元素的质量分数为46.7% 

B．超轻“固态烟”为新型化合物 

C．超轻“固态烟”为制造航天深测器提供了新材料 

D．超轻“固态烟”可用于处理海洋原油污染

例3．硼纤维具有较好的耐热性和弹性，不与氯气、水反应，可与某些金属制成新型材料．在1200℃～1300℃时，氯化硼（BCl3）蒸气与干燥、纯净的氢气反应可制得硼和氯化氢．下列说法不正确的是（　　）

A．含硼纤维的材料可能具有耐热性 

B．该反应中的反应物和生成物只有两种物质为气态 

C．氯化硼可能与水反应 

D．该反应需要在隔绝空气的条件下进行

例4．今年5月，国产小米6手机面世，陶瓷后壳再度引起关注。

（1）相比金属后壳，陶瓷后壳的 　   　性差，充电时更不易漏电、更安全。

（2）陶瓷中含有氧化锆（ZrO2），使手机具有釉质光泽。在物质分类上，氧化锆属于无机化合物里的 　   　。

（3）目前市场上的手机后壳仍以金属为主，陶瓷材质的很少，请据此推测一个陶瓷材料性能的不足 　   　。

例5．阅读材料：

                                                         冬奥会上的制冰新技术

  第24届冬奥会如期在北京成功举办，国家速滑馆“冰丝带”是标志性场馆。国家速滑馆有亚洲最大的全冰面设计，是全球首个采用二氧化碳跨临界直接蒸发直冷制冰的冬奥速滑场馆。该技术碳排放趋近于零，且对大气臭氧层没有影响，是目前世界上最先进、最环保、最高效的制冰技术之一。该技术可控制冰面温差在0.5℃以内，为冬奥会比赛提供了温度、厚度均衡的冰面，对于在以0.001秒计时的高水平竟技中尤为关键。

研究发现，制冰机的二氧化碳蒸发温度和转桶材料对制冰量都有影响，图1所示当其他条件相同时，制冰量随二氧化碳蒸发温度和转桶材料的变化情况。

  冰面下是混凝土冰板层，施工中需使用专用抗冻混凝土以保证冰面质量。混凝土的主要材料是水泥，水泥是以石灰石（主要成分为碳酸钙）、黏土（主要成分为二氧化硅、氧化铝）等为原料，在高温条件下发生一系列化学反应制得的硅酸盐材料。科学家通过调整混凝土的材料配方增强其抗冻性，图2是掺有陶粒的混凝土和普通混凝土的抗冻性对比实验结果（强度损失率越高，抗冻性越差）。

  秉持着可持续发展的理念，独具“中国范”的各个冬奥场馆，赛后将继续充分发挥作用，可举办各种冰上赛事，成为国民参与体育冰上运动的多功能场馆。

阅读文本，回答问题：

（1）液态二氧化碳蒸发直冷制冰的原理是 　   　，这一变化属于 　   　（填“物理变化“或“化学变化”）。

（2）“绿色低碳可持续发展”是北京冬奥会场馆建设的一贯理念。这里的“低碳”指的是 　   　。

（3）石灰石和黏土的主要成分中，属于氧化物的有 　   　。

（4）由图1可知，相同条件下，转桶材料为 　   　（填“不锈钢”或“铝”）时制冰量较大；图3是铝原子结构示意图，由图可知，在化学反应中，铝原子容易 　   　电子（填“得到”或“失去”）。

（5）根据图2可推断“阿粒混凝土的抗冻性优于普通混凝土”，依据是 　   　。

例6．阅读下面科普短文。

玻璃在现代生活中占据着重要地位，玻璃杯、玻璃窗等随处可见。

玻璃的主要成分为硅酸盐和其他氧化物。我们以沙子（主要成分为SiO2）为原料制作玻璃，向多次洗涤后的沙子中加入碳酸钠，升温至2200℃，待固体呈现熔融状后冷却，就得到了粗制玻璃。现如今，除了常规的玻璃外，还有很多功能独特的玻璃。

变色玻璃：在光照、温度等条件下能够改变颜色，当施加条件消失后又能自动恢复到初始状态的玻璃。图1为光照强度相同时，某种变色玻璃的遮蔽系数与太阳光照射时长的关系图。

防盗玻璃：在玻璃中间嵌有极细的金属丝，玻璃被击碎时，会立即发出报警信号。

高硼硅玻璃：比普通玻璃强度高，抗酸碱，无毒副作用，常用来制作玻璃餐具。

现今玻璃制造技术不断发展，日常生活和高科技领域，都不可缺少玻璃。

依据文章内容回答下列问题。

（1）高温下，沙子中的SiO2与碳酸钠反应，生成硅酸钠（Na2SiO3）和物质X，物质X中一定含有的元素

为 　   　和氧元素。

（2）与普通玻璃相比，高硼硅玻璃的优点是 　   　（写出一条即可）。

（3）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。

①玻璃属于纯净物。 　   　

②防盗玻璃能报警体现了金属的导电性。 　   　

（4）由如图可知，照射时间与遮蔽系数的关系是 　   　。

【巩固提高】

一．选择题（共6小题）

1．2021年5月22日，我国“祝融号”火星车顺利踏上了火星表面，成功传回遥测信号，我国航天再次迎来突破。下列有关火星车制造材料的说法错误的是（　　）

A．高强韧 B．硬度大 C．耐冲击 D．易老化

2．科学家研发出一种比活性炭吸附性更高效的新型污染吸附材料，这种吸附剂的合成原材料包括海藻酸钠和硅粉，下列关于该新型吸附剂的说法正确的是（　　）

A．为消除空气中的污染物提供一种新途径 

B．硅原子静止不动 

C．吸附污染气体时发生了化学变化 

D．是一种新型的化合物

3．生活中的下列物品由无机非金属材料制成的是（　　）

A．不锈钢餐具 B．自行车轮胎 C．塑料桶 D．玻璃杯

4．通河松花江大桥于2009年建成通车，是连通“哈佳铁路”和“哈同高速”的重要通道，下列相关叙述错误的是（　　）

A．在桥梁建设过程中确保节约能源 

B．在建设过程中要使用耐冬季低温的材料 

C．大桥横跨松花江，江水属于纯净物 

D．大桥的建设通车，为通河县的繁荣发展提供了强劲支撑

5．超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面沉积一层黑色物质（见图），该方法可获得一种能用于手机触屏的超疏水性材料。下列说法不正确的是（　　）

A．黑色物质是由石蜡蒸气冷凝而成 

B．黑色物质可能含碳元素 

C．黑色物质是由石蜡不充分燃烧产生 

D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀

6．中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的16﹣46倍，可重复使用多达10次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂。下列说法正确的是（　　）

A．在木质海绵中碳原子不再运动 

B．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏 

C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质 

D．木质海绵是一种新型化合物

二．填空题（共1小题）

7．今年5月，国产小米6手机面世，陶瓷后壳再度引起关注。

（1）相比金属后壳，陶瓷后壳的 　   　性差，充电时更不易漏电、更安全。

（2）陶瓷中含有氧化锆（ZrO2），使手机具有釉质光泽。在物质分类上，氧化锆属于无机化合物里的 　   　。

（3）目前市场上的手机后壳仍以金属为主，陶瓷材质的很少，请据此推测一个陶瓷材料性能的不足 　   　。

三．计算题（共1小题）

8．把天然木材放在NaOH和Na2SO3的混合液中煮沸以除去部分木质素，接着在100℃以上的高温中进行机械压缩制成致密木材，致密木材是由天然木材加工而成的，其密度为天然木材的3倍，硬度、拉伸强度为天然木材的10倍左右，甚至超过了部分金属。

（1）致密木材的拉伸强度和纤维素有关。纤维素的化学式为（C12H10O5）n，则其中三种元素的质量比是C：H：O＝　   　。

（2）与其他材料相比，致密木材的优点是　   　（填写字母序号）。

A．加工过程中没有任何污染

B．可代替部分金属材料，具有广阔的应用前景

C．原料来源丰富，能通过无限制砍伐树木加工制成

四．解答题（共2小题）

9．阅读下面两段短文，回答问题。

（一）碳纤维是含碳量高于90%的新型材料，密度比铝小，强度比钢大。为了提高碳纤维的强度，须将碳纤维原丝进行预氧化处理，测得碳纤维强度与热处理温度的关系如图所示。

（二）玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，没有固定的熔点。人们在普通玻璃中掺入某种金属氧化物，可以生产出有特定色彩的玻璃。例如，加入氧化钴使玻璃呈现蓝色，加入氧化亚铜使玻璃呈现红色等。将普通玻璃加热到700℃左右，再进行快速均匀的冷却就能得到钢化玻璃。钢化玻璃强度大、不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人体伤害大大降低。防盗玻璃为多层结构，每层中间嵌有极细的金属丝，当击碎玻璃时，与金属丝相连的电子警报系统立即发出报警信号。

（1）碳纤维属于 　   　（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系是 　   　。

（3）实验室中盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶通常用橡胶塞而不用玻璃塞，是因为玻璃中有SiO2。它是一种非金属氧化物，会与氢氧化钠发生反应，反应原理与CO2和氢氧化钠的反应相似。请写出SiO2与氢氧化钠反应的方程式 　   　。

（4）下列有关“碳纤维”与“玻璃”的描述，正确的是 　   　（填序号）。

A.碳纤维性质稳定，不会与氧气发生反应

B.玻璃的熔点为700℃

C.有色玻璃因为含有不同的金属氧化物而呈现不同色彩

D.钢化玻璃强度大，属于合金

10．在抗击新型冠状病毒过程中，无人机的使用就派上了非常大的用处，如起到监控、人员疏导等作用。无人机的组成包括：飞控主板、定位模块、电子调速器、电机、螺旋桨、电池、机载云台等。

（1）无人机制造常使用玻璃钢、塑料、铝合金等材料，其中所用的铝合金属于 　   　（填字母）。

A.合成材料

B.复合材料

C.金属材料

D.无机材料

（2）制作螺旋桨的材料应具有的优良性能是 　   　（填字母）。

A.易加工

B.可塑性好

C.耐腐蚀

（3）无人机用锂电池作为能量来源，无人机工作时锂电池中的能量转化形式为 　   　。

五．科普阅读题（共3小题）

11．阅读下列科普短文，回答问题：

各种材料的研发与进步丰富了人们的生活。如图为某种儿童使用保温图中的陶瓷使用的是新型的碳化硅陶瓷。传统的陶瓷是将黏土和水的混合物通过高温烧结而成，而新型的碳化硅陶瓷是将二氧化硅与碳在电炉中加热至1900℃以上反应生成碳化硅（SiC）和二氧化碳。碳化硅陶瓷的导电性、耐酸碱性等性能优异，此外还具有硬度大、熔点高等优点，可用于制造耐腐蚀部件、防弹板等。

（1）图中属于金属材料的是 　   　。

（2）耐酸碱性属于陶瓷的 　   　（填“物理”或“化学）性质。

（3）生产碳化硅陶瓷过程中 　   　（写元素名称）化合价变化了，由题可知碳化硅陶瓷的熔点很 　   　（填“高”或“低”）。

（4）家中的自来水不能直接饮用，生活中可通过 　   　的方法降低水的硬度后饮用。

12．阅读下面科普短文。

磁流体是一种有趣又迷人的新型材料，它不仅具有磁性还有流动性。磁流体是由纳米级的磁性颗粒、基载液和活性剂混合而成的一种胶状液体。在强磁场作用下，磁流体常呈现出如图所示的尖刺状。

磁流体可采用解胶法制备。

向氯化铁（FeCl3）溶液中加入过量铁丝棉（Fe），待反应结束后，过滤，得到了氯化亚铁（FeCl2）溶液。向滤液中加入一定量氯化铁溶液，边搅拌边加入过量氨水，可观察到溶液中逐渐生成大量磁颗粒（Fe3O4）。随后加入油酸铵，磁颗粒被油酸铵包裹，形成稳定悬浮的状态。再经过调节酸碱度、多次洗涤、烘干、加入基液等过程，即可得到磁流体。

上述反应的滤液中氯化亚铁与加入氯化铁的质量比，影响着一定时间内生成磁颗粒的量，关系如图。

磁流体作为一种特殊的液态磁性物质，用途十分广泛。可用于精密仪器仪表的密封、轴承润滑、阻尼器、靶向药物等。

（1）磁流体是 　   　（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）氯化铁与铁丝棉反应生成氯化亚铁，该反应的化学方程式为 　   　。

（3）由图可知，氯化亚铁与氯化铁的最佳质量比为 　   　。

（4）磁流体的用途有 　   　（写出一种即可）。

（5）下列说法中正确的是 　   　（填字母序号）。

A、磁流体不仅具有磁性还有流动性

B、有强磁场时，磁流体会呈现出尖刺状

C、制备过程中，加入过量铁丝棉的目的是使氯化铁充分反应

13．阅读下面科普短文。

“琉璃”与“玻璃”

“琉璃”与“玻璃”常被混为一谈。“琉璃”常指珍贵的饰品，“玻璃”制品在清中期以前常被误认为是“琉璃”制品。

琉璃与玻璃的成分、性能及用途

在古代，玻璃、有釉的陶器（如琉璃瓦）等都统称为“琉璃”。在明代景泰年间，工匠们把含有金属氧化物的二氧化硅碾成粉末，做成“涂料”，涂在铜胎上，高温炼制成琉璃艺术珍品﹣﹣景泰蓝。现今，“琉璃”则指用传统工艺制作的玻璃艺术品，多为手工制作。

玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，没有固定的熔点。人们在普通玻璃中掺入某种金属氧化物，可以生产出有特定色彩的玻璃。例如，加入氧化钴使玻璃呈现蓝色，加入氧化亚铜使玻璃呈现红色，加入二氧化锰使玻璃呈现紫色等。将普通玻璃加热到700℃左右，再进行快速均匀的冷却就能得到钢化玻璃。钢化玻璃强度大、不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人体伤害大大降低。防盗玻璃为多层结构，每层中间嵌有极细的金属丝，当击碎玻璃时，与金属丝相连的电子警报系统立即发出报警信号。

总之，化学材料的研发将为人类社会的发展做出新的贡献。

依据文章内容回答下列问题：

（1）“琉璃”与“玻璃”均属于　   　（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）“防盗玻璃”能报警，这是利用了金属的　   　。

（3）“琉璃”与“玻璃”的化学成分的主要区别是　   　（写出一条即可）。

（4）根据文中介绍的玻璃种类，私家车前挡风玻璃最好使用　   　。

（5）下列有关“琉璃”与“玻璃”的描述，正确的是　   　（填序号）。

A．“景泰蓝”是琉璃制品中的一种

B．玻璃属于非晶态固体，有固定的熔点

C．不同颜色的“玻璃”是因为其成分中含有不同的金属氧化物

D．化学仪器多为玻璃制作，是因为玻璃的透光度和折光率好