1、化學(xué)與材料的發(fā)展(時(shí)間:60分鐘,滿(mǎn)分:100分)一、選擇題(本題共8個(gè)小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng))1.下列表述正確的是()人造剛玉熔點(diǎn)很高,可用作高級(jí)耐火材料,主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料夏天到了,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A.B.C.D.解析:本題主要考查硅及其化合物的具體應(yīng)用,人造剛玉的主要成分為Al2O3,瑪瑙的主要成分為SiO2,水泥的主要成分為3CaOSiO2、2Ca

2、OSiO2、3CaOAl2O3等,為硅酸鹽材料;Cu2O雖然是紅色的,但它不能變色也不能吸收有害光線。硅材料不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。答案:D2.下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是()A.2HgO2Hg+O2B.4Al+3MnO22Al2O3+3MnC.2MgO2Mg+O2D.4CO+Fe3O43Fe+4CO2答案:C3.世界著名的科技史專(zhuān)家、英國(guó)劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說(shuō):“中國(guó)至少在距今3 000年以前,就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說(shuō)法不正確的是()A.制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B.玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)C.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D.

3、盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿與二氧化硅生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起答案:B4.在下列物質(zhì)變化中,沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是()A.橡膠的硫化B.普通玻璃的熔化C.有機(jī)玻璃的老化D.水泥的固化解析:橡膠硫化后,線型高分子變成了體型高分子,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。普通玻璃的成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅,這些物質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在空氣中也非常穩(wěn)定,普通玻璃的熔化僅是物理變化。水泥的固化是水泥跟水發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化而形成了堅(jiān)硬的固體。高分子材料的老化是高分子材料受氧化劑、光照、溶劑浸潤(rùn)等作用的結(jié)果,其中有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。答案:B5.煉鋼生產(chǎn)中,用純氧代替空氣的目的是()降低碳的含

4、量,除去硫、磷雜質(zhì)防止因氮?dú)獾挠绊懯逛撟兇嗫朔獨(dú)馀懦鰰r(shí)帶走熱量有利于調(diào)整鋼中硅、錳含量A.B.C.D.解析:空氣中有O2和N2,N2不參與反應(yīng),因此主要是防止因N2的影響使鋼變脆和克服N2排出時(shí)帶走熱量。答案:B6.下列關(guān)于金屬的保護(hù)方法的說(shuō)法正確的是()A.我們使用的快餐盒表面有一層搪瓷,若搪瓷層破損后,仍能起到防止鐵生銹的作用B.白鐵(鍍鋅鐵)鍍層破損后鐵皮的腐蝕速率很慢C.輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊,這是利用了犧牲陰極的陽(yáng)極保護(hù)法D.鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青,這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法答案:B7.對(duì)于某合成材料(如塑料制品)廢棄物的處理方法中正確的是()A.將廢棄物混在垃圾

5、中填埋在土壤里B.將廢棄物焚燒C.將廢棄物用化學(xué)方法加工成涂料或汽油D.將廢棄物傾倒在海洋中答案:C8.下列高分子化合物是由兩種單體通過(guò)縮聚反應(yīng)而得到的是()A.B.C.D.答案:D二、非選擇題(本題共4個(gè)小題,共52分)9.(10分)玻璃鋼可由酚醛樹(shù)脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹(shù)脂由苯酚和甲醛縮聚而成,反應(yīng)有大量熱放出,為防止溫度過(guò)高,應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中加入甲醛,且反應(yīng)釜應(yīng)裝有裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、和石灰石(或長(zhǎng)石)高溫熔融而成,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是。玻璃鋼具有優(yōu)異性能(寫(xiě)出兩點(diǎn)即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的

6、做法合理的是。A.深埋B.粉碎后用作樹(shù)脂填料C.用作燃料D.用有機(jī)溶劑將其溶解,回收樹(shù)脂解析:(1)為了控制反應(yīng)速率,防止反應(yīng)液溫度過(guò)高,應(yīng)緩慢地向反應(yīng)釜中加入甲醛,并要裝有冷卻裝置。(3)玻璃鋼是由玻璃纖維和高分子材料復(fù)合而成,其中玻璃纖維的作用是增強(qiáng)體,合成材料是基體。(4)塑料深埋地下較長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)腐爛,會(huì)造成嚴(yán)重的“白色污染”,故A錯(cuò);作為燃料會(huì)放出大量有毒氣體,不符合低碳環(huán)保要求,酚醛塑料在有機(jī)溶劑中,只溶脹而不溶解。答案:(1)緩慢冷卻(2)純堿SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2(3)增強(qiáng)作用密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕、抗沖擊、絕緣性好

7、等(4)B10.(16分)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理,可延長(zhǎng)其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法:堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜,堿洗時(shí)常有氣泡冒出,其原因是(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列試劑中的。a.NH3b.CO2c.NaOHd.HNO3以鋁材為陽(yáng)極,在H2SO4溶液中電解,鋁材表面形成氧化膜,陽(yáng)極電極反應(yīng)式為。取少量廢電解液,加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀,產(chǎn)生沉淀的原因是。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕,電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是。(3)利用下圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開(kāi)關(guān)K應(yīng)置

8、于處。若X為鋅,開(kāi)關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為。解析:(1)堿洗時(shí),部分除去了氧化膜的Al與NaOH溶液反應(yīng)放出了H2,若將溶液中Al轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,應(yīng)向溶液中通入CO2,若加HNO3,過(guò)量時(shí)會(huì)造成沉淀部分溶解。鋁作陽(yáng)極失去電子最終形成Al2O3,所以陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。在廢電解液中加入NaHCO3,會(huì)使溶液中H+濃度降低而生成Al(OH)3沉淀。(2)以Cu作陽(yáng)極,Cu失電子形成Cu2+,使溶液中Cu2+濃度保持不變。(3)作原電池的正極或電解池的陰極的鐵可被保護(hù)。答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2b2Al+3H2O-

9、6e-Al2O3+6H+HC與H+反應(yīng)使H+濃度降低,產(chǎn)生Al(OH)3沉淀(2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+濃度恒定(3)N犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法11.(14分)普通紙張的主要成分是纖維素。在早期的紙張生產(chǎn)中,常采用紙張表面涂敷明礬的工藝,以填補(bǔ)其表面的微孔,防止墨跡擴(kuò)散。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)人們發(fā)現(xiàn)紙張會(huì)發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損,嚴(yán)重威脅紙質(zhì)文物的保存。經(jīng)分析檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)酸性腐蝕主要與造紙中涂敷明礬的工藝有關(guān),其中的化學(xué)原理是;為了防止紙張的酸性腐蝕,可在紙漿中加入碳酸鈣等添加劑,該工藝原理的化學(xué)(離子)方程式為。(2)為了保護(hù)這些紙質(zhì)文物,有人建議采取下列措施:噴灑堿性溶液

10、,如稀氫氧化鈉溶液或氨水等。這樣操作產(chǎn)生的主要問(wèn)題是;噴灑Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷。用化學(xué)(離子)方程式表示該方法生成氧化鋅及防止酸性腐蝕的原理:、。(3)現(xiàn)代造紙工藝常用鈦白粉(TiO2)替代明礬。鈦白粉的一種工業(yè)制法是以鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)為原料按下列過(guò)程進(jìn)行的,請(qǐng)完成下列化學(xué)方程式:FeTiO3+C+Cl2TiCl4+FeCl3+COTiCl4+O2TiO2+Cl2解析:(1)明礬中的Al3+水解使溶液顯酸性,在酸性條件下纖維素水解;碳酸鈣可與H+反應(yīng),從而防止紙張的酸性腐蝕。(2)紙張中的主要成分是纖維素,過(guò)量的堿同樣可能會(huì)導(dǎo)致纖維

11、素發(fā)生水解而被腐蝕。根據(jù)題給信息的描述,反應(yīng)方程式為Zn(C2H5)2+H2OZnO+2C2H6,ZnO+2H+Zn2+H2O。(3)第個(gè)化學(xué)方程式用化合價(jià)升降法配平,FeTiO3中鐵元素化合價(jià)為+2價(jià),鈦元素化合價(jià)為+4價(jià),2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO;第個(gè)化學(xué)方程式通過(guò)觀察法就可以得出答案,TiCl4+O2TiO2+2Cl2。答案:(1)明礬水解產(chǎn)生酸性環(huán)境,在酸性條件下纖維素水解,使高分子鏈斷裂CaCO3+2H+Ca2+CO2+H2O(2)過(guò)量的堿同樣可能會(huì)導(dǎo)致纖維素水解,造成書(shū)籍污損Zn(C2H5)2+H2OZnO+2C2H6ZnO+2H+Zn2+H2O(3)267226111212.(12分)豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)不斷改變著人類(lèi)的生活,它們所產(chǎn)生的作用與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。(1)請(qǐng)根據(jù)以下化合物的分子結(jié)構(gòu),回答下列問(wèn)題:()()上述化合物可能的應(yīng)用是。A.化合物()可作為制造聚四氟乙烯塑料的原料;化合物()可用來(lái)合成人造纖維B.兩者均可作為食品添加劑C.兩者均可作為表面活性劑,起到乳化、增溶、消泡等作用D.兩者均可用作中和胃酸的藥物上述兩個(gè)化合物進(jìn)入環(huán)境后,更難被降解的是。(2)有三種高分子材料,結(jié)