2019-2020年高考化学一轮复习 第三讲 化学与材料的制造和应用（选修2）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第三讲 化学与材料的制造和应用（选修2）考纲展示1了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。2.了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点及有关的生产原理。3.了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。4.了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。了解新材料的发展方向。5.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。考 点 一金属材料一、几种金属的冶炼1钢铁的冶炼炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、空气、石灰石生铁、氧化剂(空气、纯氧、氧化铁等)、生石灰、脱氧剂化学原理在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来在高温下用氧化剂把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去有关反应(1)还原剂的生成：CO2CO2，CO2C2CO(2)铁的还原：Fe2O33CO2Fe3CO2(3)炉渣的生成：CaCO3CaOCO2，SiO2CaOCaSiO3(1)氧化剂的生成：2FeO22FeO(2)降碳，除杂，调硅、锰；如CFeOCOFe(3)造渣：生成的硅、锰氧化物及铁水中的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出(4)脱氧并调整成分：2FeOSi2FeSiO2主要设备高炉转炉2.铝的冶炼(1)原料：铝土矿(主要成分为Al2O3)。(2)提纯Al2O3Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)电解：加入冰晶石及少量的氟化钙降低Al2O3的熔点。化学方程式：2Al2O34Al3O2。【特别提醒】(1)炼铁高炉产生的废气、废渣会严重污染环境，应结合它们的成分进行综合利用和余热的利用。(2)炼钢的目的是降低生铁中碳的含量，除去P、S等有害元素，调整Si、Mn、Cr等合金元素的含量。所以在炼钢时常根据需要加入适量的Si、Mn、Cr、Ni等元素，既起到脱氧作用，又能调整合金成分的含量。二、金属的腐蚀及防止1金属的腐蚀(1)化学腐蚀金属材料与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀，受温度的影响较大。(2)电化学腐蚀不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。2金属腐蚀的防止及利用(1)金属腐蚀的防止方法(2)金属腐蚀的利用金属的化学蚀刻、印刷电路的铜布钱腐蚀、半导体器件与集成电路制造中的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。1(教材改编)金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al3O2请回答下列问题：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的_(填“上层”或“下层”)。(3)阴极和阳极均由_材料做成；电解时不断消耗的电极是_(填“阳极”或“阴极”)。(4)废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成_(填代号)。a冰晶石b氧化铝c铝锭d硫酸铝解析：(1)Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度。(2)由于冰晶石(Na3AlF6)与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。(3)电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。(4)电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。答案：(1)降低Al2O3的熔化温度(2)下层(3)碳棒(或石墨)阳极(4)c2由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是_、_，反射炉内生成炉渣的主要成分是_；(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是_、_；(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。解析：(1)Cu与Fe的低价硫化物为Cu2S和FeS，所以发生的反应为2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2，2FeS3O22FeO2SO2，反射炉内有矿砂(含SiO2)，生成的FeO与SiO2反应：FeOSiO2FeSiO3。(2)题目给出Cu2S与吹入空气反应生成Cu2O，则S被氧化为SO2，Cu2O与Cu2S反应生成Cu，根据原子守恒，另一产物为SO2，所以该过程中发生反应的化学方程式为2Cu2S3O22Cu2O2SO2，2Cu2OCu2S6CuSO2。(3)粗铜精炼中，粗铜作阳极发生：Cu2e=Cu2，比Cu不活泼的Au、Ag不发生反应而以单质的形式沉积下来，比铜活泼的Fe发生氧化反应：Fe2e=Fe2，进入电解液，所以粗铜为c，d发生：Cu22e=Cu。答案：(1)2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO22FeS3O22FeO2SO2FeSiO3(2)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2(3)cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解液中考 点 二无机非金属材料学生用书P270一、传统硅酸盐材料二、新型无机非金属材料性能与应用新型陶瓷碳化硅(SiC)硬度大、熔点高、化学性质稳定，可作优质磨料和航天器的涂层材料氮化硅(Si3N4)硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等单晶硅半导体材料，制作计算机芯片、集成电路碳单质金刚石新一代信息材料石墨电的良导体、化学性质稳定，用作电极C60在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、超导体的制造方面前景广阔1(xx甘肃诊断)当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是()A塑料B合成纤维C新型陶瓷和碳纤维的复合材料D镁铝合金解析：选C。制作保护层的材料应该具有硬度高、熔点高。机械性能强等性质，只有C项符合要求。2(xx天津质检)化学与生活、生产、社会关系密切。下列叙述正确的是()A铁制管道涂铝粉可防锈蚀B黑色铅笔芯的主要成分是铅C焊锡中加铅的目的是提高熔点D长期饮用纯净水有利于身体健康解析：选A。铁制管道涂铝粉，形成原电池时铁作为正极得到保护，A对；黑色铅笔芯的主要成分是石墨，B错；焊锡中加铅的目的是降低熔点，C错；长期饮用纯净水，机体获取的无机盐、矿物质等营养元素较少，不利于身体健康，D错。考 点 三高分子材料的合成及特点一、合成高分子化合物的重要化学反应加成聚合反应缩合聚合反应含义许多小分子(含不饱和键)通过加成反应形成高聚物的聚合反应许多小分子通过缩合形成高聚物，同时有小分子生成的聚合反应单体特征含不饱和键，如碳碳双键、碳碳三键或环状结构含有能够相互反应的官能团，如OH、COOH、NH2 等单体种类数相同或不同的单体相同或不同的单体高聚物特征链节与单体的组成相同链节与单体的组成不同产物种类只有高聚物高聚物和小分子举例二、线型结构、体型结构高分子材料的比较合成材料线型高分子材料体型高分子材料常见物质合成纤维、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如电木)结构特点以共价键结合成高分子链，链与链之间以分子间作用力相结合以共价键构成高分子链，链与链之间以共价键大量交联性质特点具有弹性和可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度、脆性较小，不能导电没有弹性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶剂中能溶胀，硬度和脆性较大，不能导电【特别提醒】(1)高分子的单体和链节区分不清，是失分的一个重要方面。(2)高分子都是混合物，认识不到位时容易失分。判断高分子是否是混合物的方法是测定其有没有固定的熔点。(3)由高分子判断单体的方法掌握不好，容易出现错误。(4)缩合聚合反应中有小分子生成，这是区别于加成聚合反应的特征之一。1(教材改编)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_。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(冷却)装置。(2)利用石灰石、纯碱、石英砂制玻璃的方程式为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(3)玻璃钢是将玻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；它具有强度高、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有三条途径：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，但热固性酚醛塑料不易燃烧；故b正确，c错误。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)缓慢冷却(2)纯碱SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，SiO2CaCO3CaSiO3CO2(3)增强作用(或骨架作用)质量轻、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等(任意答出两点即可)(4)b2(xx浙江台州模拟)材料是人类生存和社会进步的物质基础，不同的材料功能各不相同。以下都是有关材料的内容，试根据所给内容回答问题。(1)氢能是未来能源最佳选择之一，氢能的利用涉及氢的储存、输送和使用。贮氢合金是解决氢的储存等问题的重要材料。贮氢合金中最具代表性的是镧镍合金(LaNi5)。已知LaNi5(s)3H2(g)LaNi5H6(g)H31.77 kJmol1。镧镍合金的熔点比镧、镍的熔点_(填“高”、“低”或“介于两者之间”)，根据反应原理，形成LaNi5H6的化学反应条件是_。最近有人提出可以研制出一种性能优越的催化剂，可以大大提高贮氢合金的贮氢能力，你认为该说法可信吗？_(填“可信”或“不可信”)，其理由是_。(2)无机非金属材料是日常生活中不可缺少的物质，它们往往具有高强度、耐高温、耐腐蚀的特点。Si3N4就是一种重要的精细陶瓷，合成氮化硅的方法之一为3SiO26C2N2Si3N46CO。Si3N4属于_晶体，在上述反应中氧化剂为_。(3)硅橡胶是一种耐高温、耐低温、耐油，化学性质稳定的高分子合成材料，用于制造卫星部件、人体器官等。现以为原料合成硅橡胶()，需要发生反应的主要类型有_、_。(4)高分子吸水树脂可以由聚乙烯醇()和聚丙烯酸盐()交联得到，从结构上看该高分子吸水材料具有吸水性，原因为它们都具有_基团。解析：(1)合金的熔点比各单一组分的熔点低；根据反应方程式可知生成贮氢合金的反应是气体体积减小的放热反应，增大压强、降低温度有利于合金的生成；但催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡，更不能提高合金的贮氢能力。(2)由反应方程式可知N元素化合价降低，C元素化合价升高，故N2为氧化剂，Si3N4强度高、耐高温，应属于原子晶体。(3)先水解生成，再经缩聚生成。(4)由结构分析知该吸水材料的分子中有OH和COO都属于亲水基团。答案：(1)低低温、高压不可信该反应是可逆反应，使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，更不可能大大提高贮氢合金的贮氢能力(2)原子N2(3)水解反应(或取代反应)缩聚反应(4)亲水1(xx高考海南卷)(双选)下列叙述正确的是()A合成氨的“造气”阶段会产生废气B电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放C电解制铝的过程中，作为阳极材料的无烟煤不会消耗D使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染解析：选AD。A中氨的造气用天然气或煤，必产生二氧化碳；B中电镀液含重金属离子，应处理后排放；C中铝的生产中阳极会产生二氧化碳，煤有消耗；D中煤的气化后作了脱硫处理，污染减少。2(xx高考山东卷)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为_。解析：(1)HCl溶液为电解液，阴极上溶液中阳离子H发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2。(2)废旧刀具电解时，得到WC固体，阳极上Fe、Co发生氧化反应，生成Fe2、Co2，进入电解液。电解液中加入H2O2可将Fe2氧化成Fe3，通入NH3后析出Fe(OH)3沉淀，过滤所得滤饼的主要成分为Fe(OH)3。滤饼洗涤液中含有Co2，回收洗涤液的目的是回收利用Co2(或Co)。(3)加入(NH4)2C2O4溶液后发生反应：CoCl2(NH4)2C2O4=CoC2O42NH4Cl，溶液中主要含有NH4Cl，若CoC2O4洗涤不充分，加热过程中，NH4Cl发生分解产生NH3和HCl气体。(4)H2与Co2O3发生氧化还原反应，生成Co和H2O，反应的化学方程式为3H2Co2O3=2Co3H2O。答案：(1)2H2e=H2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O33H2=2Co3H2O3(xx高考海南卷)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：发生的主要反应电弧炉SiO22CSi2CO流化床反应器Si3HClSiHCl3H2还原炉SiHCl3H2Si3HCl用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称_，其晶体结构与_相似。在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为_。(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_。解析：(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属”应是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)SiC又名金刚砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中，SiCl4在常温下呈液态，会成为杂质。由于SiCl4与SiHCl3沸点相差较大，因此可用精馏(或蒸馏)的方法进行分离。SiHCl3完全水解的化学方程式为SiHCl34H2O=H4SiO4H23HCl。(4)氯碱工业的产品是NaOH、H2、Cl2，其中H2、Cl2反应可制备HCl。H2、HCl都是制备高纯硅工艺中的原料。答案：(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)SiO23CSiC2CO金刚砂金刚石(或单晶硅)精馏(或蒸馏)H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)H2、HCl一、选择题1根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是()以含硅物质作为原料主要产物是硅酸盐反应条件是高温反应原理是复杂的物理变化和化学变化A只有B只有C D只有解析：选C。传统陶瓷多是将黏土与水的混合物通过高温烧结制成。其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故正确，应选C。2(xx山东聊城高三月考)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解析：选D。生铁炼钢只能降低生铁中的含碳量，而不能全部除去，故D错。3石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，可能用到上述原料的是()炼铁炼钢从海水中提取镁铝的冶炼制水泥制玻璃制漂白粉烧制陶瓷A BC D全部解析：选B。解答本题时注意以下三点：(1)炼铁、制水泥、制玻璃要用石灰石作原料；(2)炼钢要用生石灰除硫、磷；(3)从海水中提取镁、制漂白粉要用熟石灰。4有许多单质或化合物易溶于含同一元素的盐(或酸)溶液中，也可溶于其熔融体(或液体)中，如I2易溶于KI溶液，硫易溶于K2S溶液，KF易溶于液态HF中。下列工业生产应用了上述溶解原理的是()A炼铝 B高炉炼铁C工业上制烧碱 D工业上制硝酸解析：选A。炼铝时为了降低Al2O3的熔点，加入熔点低的冰晶石(Na3AlF6)，就是利用上述原理，只有A符合。5下列叙述正确的是()工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)需要在高温、空气气氛中进行建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料夏天人们使用由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A BC D解析：选D。合成Si3N4应隔绝空气，防止生成SiO2，错；Cu2O制造红色玻璃，变色眼镜中添加的是AgBr，错。6下列有关金属材料的说法正确的是()A纳米铜能在氧气中燃烧，说明了纳米铜比普通铜的还原性强B“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆，该特种钢缆属于金属材料C电解制得的金属镁必须在氮气氛围内冷却D铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝解析：选B。纳米铜和普通铜的还原性强弱相同，A错；电解得到的金属镁可以在不与其反应的气体(如He)氛围内冷却，C错；焦炭不能还原氧化铝，工业上用电解法制备铝，D错。7下列各种方法中：金属表面涂抹油漆；改变金属内部结构；保持金属表面干燥；在金属表面进行电镀；使金属表面形成致密的氧化物薄膜，其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()A BC D解析：选D。金属表面涂抹油漆，正确，如在金属护栏上涂油漆；改变金属内部结构，正确，如将钢中加入铬制成不锈钢；保持金属表面干燥，正确，因为这样没有电解质溶液而不会形成原电池，腐蚀速率变慢；在金属表面进行电镀，正确，如在铁的表面镀锌等；使金属表面形成致密的氧化物薄膜，正确，如利用化学方法在钢铁表面发蓝，使铁的表面生成四氧化三铁薄膜。8磷酸钙陶瓷，也是一种新型无机非金属材料，它可用于制成人造骨骼，这是利用了这类材料的()A耐高温的特性 B电学特性C光学特性 D生物功能解析：选D。根据新型无机非金属材料的四种特性及其应用判断，植入陶瓷和人体组织有很好的亲和性，这是利用了这类材料的生物功能。9下列有关生活和生产中化学知识的描述正确的是()A合金材料中不可能含有非金属元素B日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”C“天宫一号”使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料D生铁炼钢时须除去生铁中的碳，以避免因钢铁中含有碳而发生电化学腐蚀解析：选B。合金可以由金属单质和金属单质或金属单质和非金属单质构成，A错；碳纤维是一种复合材料，不是新型有机高分子材料，C错；生铁炼钢的过程中，含碳量减少，但碳不能被完全除去，D错。二、非选择题10下列是工业上用钛铁矿(精矿)制取金属钛的生产流程：请回答下列问题：(1)已知钛铁矿溶于稀硫酸是非氧化还原反应，溶液A中除含有Ti4、TiO2外，主要还含有的阳离子有_(填离子符号)。(2)检验溶液中含有Fe3的方法是_。(3)说明溶液B生成钛酸沉淀的原因：_。(4)已知TiO2反应生成TiCl4时，产物中还有一种可燃性气体，则其化学反应方程式为_；还原剂是_。(5)压电陶瓷的主要成分是钛酸钡(BaTiO3)，它可以用碳酸钡与二氧化钛的高温下反应制得，其化学反应方程式为_。(6)由TiCl4制取Ti的反应方程式为_。解析：(1)钛铁矿粉中的Fe2O3杂质、FeTiO3均能跟稀硫酸反应：Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O，FeTiO33H2SO4=Ti(SO4)2FeSO43H2O(或FeTiO32H2SO4=TiOSO4FeSO42H2O)；溶液A中除含有Ti4、TiO2外，主要还含有的阳离子有Fe2、Fe3、H。(2)检验Fe3最常用的试剂为KSCN溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe3，否则不含。(4)由题意可写出化学反应方程式：TiO22C2Cl2TiCl42CO，氧化剂为Cl2，还原剂是C。答案：(1)Fe2、Fe3、H(2)加入KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe3，否则不含(答案合理即可)(3)Ti4(或TiO2)的水解程度大且水解时吸热，加水稀释和加热都促进了Ti4(或TiO2)的水解(4)TiO22C2Cl2TiCl42COC(5)BaCO3TiO2BaTiO3CO2(6)TiCl42Mg2MgCl2Ti11材料是人类赖以生存和发展的物质基础，与信息和能源一起成为当代文明的三大支柱。(1)人类最早使用的金属是_，该金属在潮湿的空气中锈蚀生成_(填化学式)，反应的化学方程式为_。(2)陶瓷属于_材料，生产陶瓷的主要原料为_，烧制陶瓷的主要工艺条件是_和_。(3)生产水泥的设备为_，水泥砂浆是_的混合物，常用作建筑用黏合剂。(4)陶瓷可与多种材料组合成复合材料，隔热陶瓷瓦是由_和_复合而成的材料，金属陶瓷复合材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，其中基体为_，增强体为_。解析：(1)人类最早使用的金属是Cu，在潮湿的空气中铜锈蚀的化学方程式为2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。(2)陶瓷属于硅酸盐(或无机非金属)材料，生产陶瓷的原料是黏土，烧制陶瓷的主要工艺条件是温度和空气用量。(3)生产水泥的设备为水泥回转窑，水泥砂浆是水泥、沙子和碎石的混合物，常用作建筑用黏合剂。(4)隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料，金属陶瓷复合材料中基体为金属，增强体为陶瓷。答案：(1)CuCu2(OH)2CO32CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3(2)硅酸盐(或无机非金属)黏土温度空气用量(3)水泥回转窑水泥、沙子和碎石(4)纤维陶瓷金属陶瓷12金属钛(Ti)因具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，被誉为“未来金属”。常温下钛不和非金属、强酸反应，加热至红热时，能与常见的非金属反应。工业上由钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下：(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段，上述工艺中涉及的有_、金属的精炼；没有涉及的一个阶段是_；生铁实际上属于铁、_等元素形成的合金。若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体，请分别写出反应、的化学方程式：_、_。(2)生产中，碳除了作还原剂还原金属矿物外，另一个重要作用是_；反应是在氩气的环境中进行，目的是_，如何从反应后的固体中获得金属钛：_。解析：(1)反应、中生成的可燃性气体是CO，中除CO外还有单质铁、TiO2生成；中产物只有CO、TiCl4两种。(2)因上述冶炼均需要在高温下进行，故碳的另一个作用就是燃烧，提供反应所需要的热能。反应结束后，固体物质为钛、镁、MgCl2的混合物，结合题目信息知加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及MgCl2然后过滤得到钛。答案：(1)矿石中金属元素的还原矿石的富集碳FeTiO3CFeTiO2COTiO22Cl22CTiCl42CO(2)作燃料，提供反应所需要的热能防止钛、镁被空气氧化向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸)，充分反应后过滤，洗涤，干燥13普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂覆明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散，请回答下列问题：(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是_。为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为_。(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是_。喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理：_。(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾，钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分FeTiO3)为原料按如下过程进行的，请完成下列化学方程式：FeTiO3CCl2TiCl4FeCl3CO(2)TiCl4O2TiO2Cl2解析：解答本题时应注意以下两点：(1)分析纸张酸性腐蚀的原理是纤维素酸性水解，解决的方法是消除酸性。(2)配平方程式时准确判断各元素化合价，并根据化合价升降总数相等和元素守恒进行配平。答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素能水解，使高分子链断裂CaCO32H=Ca2H2OCO2(2)过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成纸张污损Zn(C2H5)2H2O=ZnO2C2H6、ZnO2H=Zn2H2O(3)2672261112