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第三单元 化学与材料的发展检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括18小题,每小题3分,共54分,每小题只有一个选项符合题意)1欲观察H2燃烧的颜色,燃烧管的材料最好是采用()A.钠玻璃B.钾玻璃C.钢管D.石英玻璃解析：因为钠、钾、铁元素在灼烧时都有焰色反应,会干扰H2燃烧时火焰颜色。答案：D2下列有关纯铁的描述正确的是()A.熔点比生铁的低B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C.在潮湿的空气中比生铁容易被腐蚀D.在冷的浓硫酸中可钝化解析：生铁是铁和碳形成的合金,其熔点比纯铁低;生铁与盐酸反应可形成原电池,反应速率比纯铁与盐酸反应速率快;同理,在潮湿空气中生铁比纯铁易被腐蚀。答案：D3铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+2xH2O2Fe2O3xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是()A.B.C.D.解析：铁的腐蚀分化学腐蚀和电化学腐蚀,其中最主要的是电化学腐蚀,而电化学腐蚀中最常见的是在中性和弱酸性条件下的吸氧腐蚀,题中处的部位接触空气和水,最符合吸氧腐蚀发生的条件,所以腐蚀最快。答案：C4下列事实不能用电化学理论解释的是()A.轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B.铝片不需用特殊方法保存C.保护钢闸门的时候,常常把钢闸门与电源的负极相连D.镀锌铁比镀锡铁耐用解析：在轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块,在海水作用下与船壳的钢铁形成原电池,锌块作电池负极,保护了船壳;铝片由于表面形成了致密的氧化膜,能阻止内部金属继续被腐蚀,与电化学无关;钢闸门与电源负极相连,作为电解时的阴极被保护起来;镀锌铁中,铁作原电池的正极,被锌保护,而在镀锡铁中,铁作原电池的负极,很容易被腐蚀。答案：B5下列表述正确的是()人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是二氧化硅化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料夏天到了,游客配戴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.B.C.D.解析：人造刚玉的主要成分为Al2O3,玛瑙的主要成分为SiO2,水泥的主要成分为3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3等,为硅酸盐材料;Cu2O虽然是红色的,但它不能变色也不能吸收有害光线。硅材料不会产生对环境有害的物质。答案：D6国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是()A.ETFE分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的连接方式B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为CF2CF2CF2CF2CF2D.四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键解析：四氟乙烯的结构简式为CF2CF2,与乙烯发生加聚反应生成的ETFE为CH2CH2CF2CF2。四氟乙烯与六氟丙烯发生加聚反应的化学方程式为nCF2CF2+nCF3CFCF2(聚全氟乙丙烯),四氟乙烯分子中CF键为极性键,CC键为非极性键。答案：C7炼钢生产中,用纯氧代替空气的目的是()降低碳的含量,除去硫、磷杂质防止因氮气的影响使钢变脆克服氮气排出时带走热量有利于调整钢中硅、锰含量A.B.C.D.解析：空气中有O2和N2,N2不参与反应,因此主要是防止因N2的影响使钢变脆和克服N2排出时带走热量。答案：B8橡胶属于有机高分子化合物,是重要的工业原料。它具有良好的弹性,但强度较差。为了增强某些橡胶制品的强度,往往需要进行硫化处理,橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。请分析下列橡胶制品中硫化程度最高的是()A.橡皮筋B.汽车外胎C.普通气球D.医用乳胶手套解析：橡皮筋、普通气球的弹性好,所以硫化程度小,汽车外胎与医用乳胶手套相比,轮胎要承受较大的压力,所以制汽车轮胎的橡胶硫化程度最高。答案：B9复合材料中往往有一种材料作为基体,另一种材料作为()A.增塑剂B.发泡剂C.防老化剂D.增强剂解析：复合材料中一种材料作为基体,另一种材料作为增强剂,以改善其性能。答案：D10下列说法中不正确的是()A.天然纤维就是纤维素B.合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品C.化学纤维的原料可以是天然纤维D.生产合成纤维的过程中发生的是化学变化解析：天然纤维不仅包括纤维素,还包括羊毛、蚕丝等;生产合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品,在生成过程中必包含有加聚或缩聚反应,应属化学变化;化学纤维的原料可以是天然纤维。如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。答案：A11右图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是()A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀解析：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀,在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀,正极为碳:2H2O+O2+4e-4OH-,负极为铁:2Fe-4e-2Fe2+,由于吸收O2,a管中气压降低;b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液,故发生析氢腐蚀,正极:2H+2e-H2,负极:Fe-2e-Fe2+,由于放出氢气,b管中气压增大,故U形管中的红墨水应是左高右低,B错误。答案：B12下列对材料的特性及用途的叙述错误的是()A.氧化铝陶瓷具有两性,因此可用来制造人造牙齿B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用于制造柴油机部件C.光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通信材料D.人造刚玉硬度大,可用于制造刚玉球磨机解析：氧化铝陶瓷用来制造人造牙齿的原因是它具有很高的硬度及具有良好的生物相容性而不是由于其具有两性;氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,所以用于制造柴油机部件时不需要冷却,损失的能量小;光导纤维传导光的能力很强,在通信时用于传导光信号;人造刚玉(氧化铝)硬度大,所以可用于球磨机材料。答案：A13下列材料中能使海水淡化的高分子材料是()A.生物高分子材料B.高分子分离膜C.液晶高分子材料D.复合材料解析：使海水淡化是把海水中过多的阴阳离子除去,特别是Na+、Mg2+、Cl-等,使用高分子分离膜可以选择性透过某些离子而阻止某些离子通过,从而达到淡化目的。答案：B14下列材料中属于功能高分子材料的是()A.合成橡胶B.高分子膜C.黏合剂D.涂料解析：选项A、C、D中的物质属于传统高分子材料。答案：B15某高聚物的结构片断为:,下列分析正确的是()A.它是缩聚反应的产物B.其单体是CH2CH2和C.其链节是D.其单体是答案：D16酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时,在酸性条件下,苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出,则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂;在碱性条件下,甲醛过量,若酚醛树脂不易取出时,用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。在上述两种情况下,下列有关叙述正确的是()A.酸性条件制得的是体型酚醛树脂,碱性条件制得的是线型酚醛树脂B.酸性条件制得的是线型酚醛树脂,碱性条件制得的是体型酚醛树脂C.两种条件下制得的都是线型酚醛树脂D.两种条件下制得的都是体型酚醛树脂解析：乙醇能使酚醛树脂溶解,说明是线型结构,另一种是体型结构。答案：B17下列关于金属冶炼的叙述中,不正确的是()A.电解铝时,以氧化铝冰晶石熔融液为电解质,也常加入少量CaF2帮助降低熔点B.电解铝时阴极碳块需定期更换C.可利用铝热反应从V2O5中冶炼金属VD.可用加热法从HgO中冶炼Hg解析：电解铝时,阳极生成O2,所以阳极碳块不断被O2氧化而被消耗,需定期更换。答案：B18中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法合理的是()A.聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体B.聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物C.聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的D.聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染解析：聚二氧化碳是由CO2通过加聚反应制得的,属于混合物,可在自然界中降解,不会产生白色污染。答案：C二、非选择题(本题包括6小题,共46分)19(3分)一根细如发丝的光缆可以同时传导上千部电话,约是铜的100倍。“光缆无铜,盗割有罪。”试问:光缆主要是以为原料制成的,通话过程中线路中传导的是(填“光”或“电”)信号,传播方式是。光纤中光信号的传导解析：光缆的主要成分是SiO2。通信设施中,金属线传送的是电信号,光缆传送的是光信号,光在光缆内全反射传导,信号损失率低,因而传导性能优良。答案：SiO2光全反射20(10分)金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂。某钙线的主要成分为金属M和Ca,并含有3.5%(质量分数)CaO。(1)Ca元素在周期表中的位置是,其原子结构示意图为。(2)Ca与最活泼的非金属元素A形成化合物D,D的电子式为,D的沸点比A与Si形成的化合物E的沸点。(3)配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式:P+FeO+CaOCa3(PO4)2+Fe(4)将钙线试样溶于稀盐酸后,加入过量NaOH溶液,生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色M(OH)n,则金属M为;检验Mn+的方法是(用离子方程式表示)。(5)取1.6 g钙线试样,与水充分反应,生成224 mL H2(标准状况),再向溶液中通入适量的CO2,最多能得到CaCO3 g。解析：(1)Ca元素在周期表中的位置是第四周期第A族,其原子结构示意图为(2)A为最活泼的非金属元素,所以A为F,D为CaF2,其电子式为Si形成的化合物E为SiF4,因为CaF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以D的沸点比E的沸点高。(4)由题中现象知M为Fe,M(OH)n为红褐色,为Fe(OH)3,Mn+为Fe3+,其检验方法是Fe3+3SCN-Fe(SCN)3。(5)由CaCa(OH)2H2CaCO3可知m1gmol-1=1 g;由CaOCa(OH)2CaCO3可知m2g=0.1 g;最多能得到CaCO3:m=m1+m2=1.1 g。答案：(1)第四周期第A族(2)(3)25315(4)FeFe3+3SCN-Fe(SCN)3(5)1.121(10分)某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化:请回答:(1)沉淀B是赤铁矿的主要成分。将赤铁矿在高炉内冶炼得到金属铁,同时还需加入焦炭和石灰石。写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式:。写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式:。写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式:。(2)反应的离子方程式为;反应的电极反应式:阳极为;阴极为。(3)固体E所含物质的化学式为。解析：根据混合物A的组成和物质之间的变化关系知,沉淀B为Fe2O3,固体C为Al2O3,固体D为Al。在KAl(SO4)2溶液中加入过量氨水,溶液中的溶质为K2SO4、(NH4)2SO4,蒸发结晶得到固体E为K2SO4和(NH4)2SO4的混合物。答案：(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2C+O2CO2、CO2+C2COCaCO3CaO+CO2、CaO+SiO2CaSiO3(2)A+H6O2-12e-3O24Al3+12e-4Al(3)K2SO4、(NH4)2SO422(9分)氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料,工业上可由有机化工原料A或E制得,其合成路线如图所示。已知:由E二聚得到。完成下列填空:(1)A的名称是,反应的反应类型是。(2)写出反应的化学方程式。(3)为研究物质的芳香性,将E三聚、四聚成环状化合物,写出它们的结构简式、。鉴别这两个环状化合物的试剂为。解析：(1)由合成图和M的结构简式可知化合物C为2-氯-1,3-丁二烯,反应为加聚反应生成高分子;利用C的结构简式和A的分子式可知A为1,3-丁二烯。(2)B为1,3-丁二烯与氯气发生1,2加成,结合C的结构可知BC为在碱的醇溶液中发生消去反应,由此可写出反应方程式。(3)利用题中信息可知E为乙炔,故三聚环状产物为苯、四聚得到的环状产物为环辛四烯,鉴别苯与环辛四烯可用溴水(苯能萃取溴水中的溴、环辛四烯则与溴发生加成反应使溴水褪色)或酸性高锰酸钾溶液(苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色、环辛四烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色)。答案：(1)1,3-丁二烯加聚(2)(3)溴水(或酸性高锰酸钾溶液,答案合理也可)23(7分)PET是聚酯类合成材料,用卤代烃为原料合成PET的线路如下(反应中部分无机反应物及产物已省略)。已知RX2(R、R代表烃基,X代表卤素原子)是芳香族化合物,相对分子质量为175,其中X元素的质量分数为40.6%;1 mol C与足量的NaHCO3溶液反应生成44.8 L(标准状况)CO2。信息:a.CH3CH2BrCH3CH2OHb.CH3CH2BrCH2CH2+HBr请回答下列问题:(1)RX2的分子式为。(2)RX2苯环上只有两个取代基,且苯环上的一硝基取代物只有一种;则RX2的结构简式为。(3)从D到E,工业上一般通过两步反应来完成,若此处从原子利用率100%的角度考虑,假设通过D与某种无机物一步合成E,该无机物是。(4)由C与E合成PET的化学方程式为。(5)矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等瓶底通常有如图标识,这就是塑料回收标志,其中数字01到07和英文缩写用来指代所使用的树脂种类。有关该标识的判断正确的是(填相应的序号)。PET材料制作的容器可以用来长期盛装酒、油等物质PET材料是线型高分子材料,具有热塑性PET材料制作的饮料瓶使用一段时间后,可能释放出致癌物质,所以这种饮料瓶不能用来作水杯塑料回收标识使得塑料品种的识别变得简单容易,还可以降低回收成本解析：(1)RX2中,M(X)=17540.6%35.5,则X为氯元素;分子中碳原子数为N(C)8,则分子式为C8H8Cl2。(2)RX2苯环上只有两个取代基且苯环上的一硝基取代物只有一种,则结构简式为。(3)根据信息和合成线路知,B为,C为,D为CH2CH2,E为HOCH2CH2OH。由分子式D(C2H4)、E(C2H6O2)知,C2H4C2H6O2。(4)C与E发生缩聚反应生成。答案：(1)C8H8Cl2(2)(3)H2O2(4)+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O(5)24(7分)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：电解时阳极电极本身失电子,Fe-2e-Fe2+、Co-2e-Co2+,溶液中的H+在阴极得电子,2H+2e-H2。H2O2氧化Fe2+,在碱性条件下,生成Fe(OH)3沉淀,故净化步骤得到的滤饼主要成分应为Fe(OH)3,洗涤液中应含有Co2+,故可回收利用其中的Co2+。草酸铵与Co2+在碱性条件下生成草酸钴和氨水,故溶液的主要成分为NH4Cl。洗涤草酸钴时主要是洗去沉淀表面的NH4Cl,因NH4Cl在加热条件下易分解,故对产品纯度无影响,但是产生的气体会污染环境。答案：(1)2H+2e-H2(2)Fe(OH)3Co2+(或Co)(3)NH4Cl焙烧时,NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)3H2+Co2O33H2O+2Co
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