1、选择题 所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的融合物或冷却后的固体,下表中难与其他金属形成二元合金的元素是
光导纤维:
简称光纤,主要成分为SiO2,是一种能高质量传导光的玻璃纤维。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起,就得到我们常说的光缆。光纤除了可以用于通讯外,还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如,可将光导纤维内窥镜导入心脏,测量心脏中的血压、温度等。在能量和信息传输方面,光导纤维也得到了广泛的应用。
光导纤维主要特性:
①传导光的能力非常强 ②抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高 ③质量轻,光缆纤细,耐腐蚀光导纤维主要用途:
通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等
新型无机非金属材料的特性:①能承受高温、强度高②具有光学特性③具有电学特性④具有生物功能
新型陶瓷:
①碳化硅陶瓷:将二氧化硅与碳在电炉中加热至1900℃以上可制得碳化硅:碳化硅陶瓷具有像金刚石一样的内部结构,晶体属于原子晶体。碳化硅陶瓷硬度高,可耐2000℃的高温,有较高的高温强度,化学性质稳定,耐腐蚀性强。碳化硅陶瓷可用于制造高温耐蚀部件、研磨盘、密封环、防弹板,用作研磨介质、航天器的涂层材料等。 ②氮化硅陶瓷:将高纯硅与纯氮气加热至1300℃ 可制得氮化硅:氮化硅陶瓷是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损:除氢氟酸外,不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。氮化硅陶瓷可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件以及发动机受热面等。 ③氧化铝陶瓷:氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高,可用作高级耐火材料,如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝陶瓷硬度高的优点,可以制造在实验室中使用的刚玉球磨机,用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料,使用先进工艺,还可使氧化铝陶瓷变得透明,可制作高压钠灯的灯管。 现代信息基础材料——单晶硅:
硅是目前半导体工业最重要的基础材料,其导电特性对杂质等十分敏感,因此必须首先制备高纯度的硅,然后精确控制掺杂元素的量和种类,并使它们均匀分布于材料之中。粗硅制取:高纯硅制取:
新型无机非金属材料的品种:
(1)氧化铝陶瓷(人造刚玉) 特性:①高熔点 ②高硬度 ③可制成透明陶瓷用途:高级耐火材料,刚玉球磨机,高压钠灯的灯管等(2)氮化硅陶瓷? 特性:①高硬度,耐磨损 ②抗腐蚀。高温时抗氧化 ③抗冷热冲击 ④耐高温且不易传热 ⑤本身具有润滑性用途:制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件,用于制造发动机部件的受热面等
合成材料:
又称人造材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,其特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等。三大合成材料:塑料、合成纤维、合成橡胶
塑料:主要成分合成树脂(高聚物),还含有增塑剂和防老化剂等添加剂,一定属人工合成的。 热塑性塑料:线形结构受热会熔化、冷却会硬化,多次使用,如聚乙烯塑料,聚丙烯塑料等热固性塑料:受热会交联成立体网状结构,一次使用酚醛树脂,脲醛树脂等纤维:天然纤维:属纤维素,棉花、麻等属蛋白质:羊毛和蚕丝等 人造纤维:用木材等为原料加工成的人造棉、人造丝、玻璃纸等仍属纤维素合成纤维(六大纶) 用石油、天然气、煤核农副产品等为原料人工合成的高分子材料 锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶 橡胶:(1)天然橡胶:聚异戊二烯(2)合成橡胶:通用橡胶:丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶 特种橡胶:耐热耐酸碱的氟橡胶、耐高温耐严寒的硅橡胶一般橡胶:线型结构,可塑性好,但强度和韧性差硫化橡胶:加硫后通过硫桥交联成立体型的网状结构,强度和韧性高、弹性好、化学稳定
复合材料:
是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。
形形色色的复合材料:
(1)生产、生活中常用的复合材料
无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较:无机非金属材料、金属材料、复合材料是三种类型的材料,各自具有其独特的性能。
复合材料的组成:
复合材料的分类:
(1)(2)
?
参考答案:D
本题解析:根据合金的含义,两种金属要形成合金,必须在一定温度下共熔,而像题表中的Zn沸点是907 ℃,当Zn达到沸点并气化时,其他几种金属都还没熔化,故它很难与其他金属熔融形成合金;同样道理,金属W的熔点高达3 380 ℃,当W熔化时,温度已高于其他几种金属的沸点,而使其气化,故W也难以与其他金属熔融形成合金。故答案为D项。
本题难度:简单
2、选择题 下列说法不正确的是( )A.玻璃工业不涉及氧化还原反应B.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐C.一般合金的硬度比各成分金属要大,多数合金的熔点也比成分金属要低D.有氧气参加的任何发光、发热的剧烈的化学反应才能称之为燃烧
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO?B2O3?H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:已知:H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3. 2、5.2、9.7和12.4。(1)由于矿粉中含CaCO3,“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出,故应分批加入稀硫酸。该反应的化学方程式为?。(2)“浸出液”显酸性,含H3BO3和Mg2+、SO42-,还含有Fe3 +、Fe2+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,除去的杂质离子是?。H2O2的作用是??(用离子方程式表示)。(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是?。(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4?H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩,?。
参考答案:32.(16分) (1)CaCO3(粉末)+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑?(3分)(2)Fe3+、Fe2+、Al3+?(3分,每个1分)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O?(3分)(3)防止温度下降时H3BO3从溶液中析出(意思相同即可给分。例如:从H3BO3溶解度数据可知,温度较高时,H3BO3溶解度较大,不易从溶液中析出。)?(3分)(4)加压升温结晶?(4分,加压、升温结晶各2分)
本题解析:(1)由于硫酸的酸性比碳酸强,则矿粉中的碳酸钙与加入的稀硫酸能发生复分解反应,生成硫酸钙、二氧化碳气体和水,即CaCO3(粉末)+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑,粉末状碳酸钙及分批加入稀硫酸能加快反应速率、防止微溶的硫酸钙覆盖在碳酸钙固体表面阻止反应的顺利进行;根据流程图及题意可知,浸取时2MgO?B2O3?H2O及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3都能溶于稀硫酸,而SiO2不能溶于稀硫酸;(2)双氧水是常用的绿色氧化剂,所含氧元素由—1价降低为—2价,杂质阳离子中只有亚铁离子能被其氧化为铁离子,即H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;由于铁离子和铝离子能够水解,即Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,用稀硫酸浸取及浸出液呈酸性时,能抑制铁离子和铝离子的水解,加入过氧化氢和氧化镁时,能消耗氢离子、生成水且不引入新的杂质阳离子,即MgO+2H+=Mg2++H2O,减小氢离子浓度,增大溶液pH至3.2时,促进铁离子水解到底,即亚铁离子转化为铁离子,铁离子完全沉淀为氢氧化铁,增大溶液pH至5.2时,促进铝离子水街到底,即铝离子完全沉淀为氢氧化铝沉淀,因此加入适量过氧化氢和氧化镁除去的杂质离子是Fe3+、Fe2+、Al3+;(3)浸取时二氧化硅不溶于稀硫酸,浸取反应生成硫酸钙微溶于水,其余物质溶解后变为硼酸、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁,根据已知信息,H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g,为了除去固液混合物中的二氧化硅和硫酸钙,且不能损失硼酸,因此应选择硼酸溶解度最大时的温度,进行趁热过滤,防止温度下降时H3BO3从溶液中析出;(4)除杂时,所得滤渣的主要成分是氢氧化铁、氢氧化铝,而母液的主要成分是硼酸、硫酸镁;为了从“母液”中充分回收MgSO4?H2O,根据硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线的已知信息推断,若蒸发浓缩、冷却结晶得到的是MgSO4?7H2O晶体,因此应该蒸发浓缩,升温结晶;根据溶液的沸点随压强增大而升高的已知条件,为了防止蒸发时液体沸腾,影响结晶,还要加压结晶,防止蒸发浓缩时溶液沸腾,从而得到MgSO4?H2O晶体。
本题难度:困难
4、选择题 下列说法正确的是A.蛋白质、纤维、蔗糖、聚乙烯、淀粉都是高分子化合物B.研制乙醇汽油(汽油中添加一定比例的乙醇)技术,可以降低机动车辆尾气中有害气体排放C.使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用D.石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料
参考答案:B
本题解析:A.蔗糖不是高分子化合物,排除B.正确C.太阳能热水器是将太阳能直接转换为热能,不涉及到生物质能的利用,排除D.植物油不属于化石燃料故答案为B
5、选择题 石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料,但是有毒,能使人患肺癌.一种叫矿青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2正确的是( )A.该物质中Fe元素的化合价为+2价,它属于硅酸盐B.该物质的化学组成可表示为:Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2OC.1mol该物质能和18molHNO3反应,也能与18mol盐酸反应D.这种石棉属于新型无机非金属材料