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/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
2.6材料的利用与发展
科学观念：了解材料的发展和利用的历史；知道常见的新型材料在促进技术进步方面的作用和意义;了解材料制造与环境保护的关系。。
科学思维：运用比较法学习材料的发展和各种材料的功能。
探究实践：以铜为主要原料制备硫酸铜从而来探究如何选择最优的途径。
态度责任：联系环境污染和材料发展的实际情况,体会探寻无污染或低污染的“绿色”材料制造〕绮新工艺的意义。
1.材料的发展历程：石器一陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料。
2.人类对金属材料的使用不仅与，金属的活动性有关，还与金属冶炼的难易程度有关
3.新型材料:指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料特点:具有优异特性和功能，与普通材料的性质差别很大。
4.当前，最引人注目的新型材料有: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。
5.纳米材料:指其 基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
6.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有
(1)科学性、(2)简便性、(3)经济性、(4)安全性、(5)环保性
7.“绿色化学”又称为环境友好化学。
8.工业“三废”是指 废水、废渣和废气
【探究一】探究材料与人类社会发展
【思考与讨论】查阅有关人类使用金属的历史资料，了解在不同时代金属使用的状况。
【答案】提示:可从网上寻找相应资料如我国商代就开始炼铜，春秋战国时期开始冶铁、炼钢等。
【探究二】探究新型资料
【思考与讨论】你还知道哪些新型材料？
【答案】树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料等都属于先进复合材料。记忆合金、铝合金、金属玻璃属于新型金属材料。导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子属于新型高分子材料。
【探究三】探究材料制造与环境保护
【探究】怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
1．提出问题：以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
2．设计制备方法：
（1）铜能与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水。
（2）__________________________________________________________。
（3）__________________________________________________________。
3．实验原理（写出相应的化学方程式）：
（1）__________________________________________________________。
（2）__________________________________________________________。
（3）__________________________________________________________。
4．请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方面进行讨论，交流并探讨绿色工艺的可行性。
【答案】（2）将铜加热转化为氧化铜,然后利用氧化铜与硫酸反应制取硫酸铜，生成硫酸铜和水。
（3）将铜与氯气在加热条件下反应生成氯化铜然后将氯化铜与氢氧化钠溶液反应,最后利用生成的氢氧化铜与硫酸反应制取硫酸铜
化学方程式：Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2Cu + O2 2CuO CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Cu+Cl2CuCl2 CuCl2+2NaOH==Cu(OH)2↓ +2NaCl Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O
4.生成了 SO2既浪费了原料，又造成了环境污染(酸雨)
原料利用率高，无污染
所选用的原料氯气有毒,安全性不高,且操作步骤多,生产成本高
【思考与讨论】为了保护环境，防治污染，最终达到在保持良好环境的条件下发展工业，我国采取了哪些处理和解决“三废”的措施？
【答案】①及时处理“三废”。②提高原料的利用率，增加产品的产量。③对煤、石油制品进行脱硫处理。④推广“绿色”工艺,从根本上降低生产对环境造成的污染。
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的（　　）
A．青铜器 B．火的使用 C．铁器 D．纳米材料
【答案】C
【解析】根据铁器的使用与研制作用分析。
【解答】农业生产得到飞速发展是人类掌握了铁器的使用及生产技术；故答案为：C。
2.垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是（　　）
A．旧报纸 B．塑料瓶 C．玻璃瓶 D．铝制易拉罐
【答案】D
【解答】A、旧报纸属于纸张，不属于金属材料，不符合题意；B、塑料瓶是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料，不符合题意；C、玻璃瓶是用玻璃制成的，玻璃的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，不符合题意；D、铝制易拉罐是用铝合金，属于金属材料，符合题意；故答案为：D。
3.中国天才少年曹原以石墨烯为材料用实验揭开了超导奥秘，荣获2018年《自然》年度人物榜首。石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成，具有相似的化学性质，是目前导电性能最出色的材料。下面有关选项错误的是( )
A.石墨烯是一种单质 B.石墨有导电性，可制作电极
C.石墨烯具有稳定结构，不能燃烧 D.金刚石是自然界中最硬的物质，可作钻头
【答案】C
【解析】A、“石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成 ”表明石墨烯是一种元素组成的物质，就是单质，故A正确；B、“目前导电性能最出色的材料”表明石墨烯能够导电，所以说石墨烯具有导电性可以制作电极，B正确；C、而石墨烯与石墨金刚石具有相似的化学性质，所以说，它能够燃烧，C错误；D、并且将是常识，金刚石是自然界中最硬的物质钻探机的钻头，D正确。
4.雅万高铁是中国境外首条采用中国标准和技术合作建设的高速铁路，其车身主要采用的银铭奥氏体不锈钢属于（　　）
A．复合材料 B．金属材料
C．有机合成材料 D．无机非金属材料
【答案】B
【解析】不锈钢，全称不锈耐酸钢，指一系列在空气、水、盐的水溶液、酸以及其他腐蚀介质中具有高度化学稳定性的钢种；是一种含铬13%以上的合金钢，有的还含有镍、钛等其他元素。
【解答】金属材料包括纯金属与合金，不锈钢是一种铁合金，属于金属材料。故答案为：B。
5.根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
该方案的重要目的是为了制备（ ）
A.HBr B.CaO C.H2 D.Hg
【答案】C
【解析】绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，所以每一个反应的生成物只要能是其它反应的反应物则就可循环使用。①的两种产物分别可为②③提供产物，反应②的生成物溴化汞可为③提供反应物，氢气未被重新利用，反应③的生成物可用于④①的反应物，反应④中的生成物汞可用于反应②，氧气没有被重新使用，故在整个的反应中最后剩余的物质是氢气与氧气，故结合四个选项可得该方案的重要目的是为了制备氢气。
6.国际上提出了预防污染的新概念“绿色化学”，下列各项中，不属于“绿色化学”采取的措施的是（　　）
A．利用垃圾发电，变废为宝
B．工业三废处理达标后再排放
C．多种植花草树木，禁止乱砍滥伐
D．为了减少污染物的排放，禁止开办化工厂
【答案】D
【解答】A、利用垃圾发电，可减少垃圾对环境靠造成的污染，也可减少化石燃料的燃烧；又环保又低碳，故A不符合题意；B、工业废水经处理达标后再排放，有利于防止水体污染，故B不符合题意；C、植物能通过光合作用吸收二氧化碳，禁止乱砍乱伐有利于控制温室效应，故C不符合题意；D、为了减少污染物的排放，化工厂的污水必须经过处理达标后再排放，不能禁止开办化工厂，故D符合题意。故答案为：D
7.在新中国成立70周年之际，2019年9月21日，第21届中国国际工业博览会圆满闭幕。太钢“手撕钢”捧回“中国国际工业博览会大奖”，彻底打破国外垄断。“手撕钢”是一款不锈钢箔材其厚度为0.02mm，仅有A4纸四分之一，用手轻轻一撕就能撕开，主要应用高端电子、军工核电等方面。
（1）“手撕钢”属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）“手撕钢”学名是“宽幅超薄精密不锈带钢”，由此可知“手撕钢”在物理性能方面具有良好的__________性
（3）为了保护金属资源，我们须学会防锈，下列介绍的实例只利用隔绝氧气来达到防锈的是______（填字母）
A.菜刀用完后擦干净存放 B.自行车三脚架涂漆
C.夏季停暖后暖气片内注满水防止内部生锈 D.用不锈钢制造炊具
【答案】（1）混合物（2）延展（3）B,C
【解析】（1）“手撕钢”属于合金，为混合物；
（2）“手撕钢”的学名是“宽幅超薄精密不锈带钢” ，超薄说明具有良好的延展性；
（3）菜刀用完后擦干净存放 ，是隔离水防锈，A不合题意； 自行车三脚架涂漆可隔离氧气防锈，B符合题意； 夏季停暖后暖气片内注满水，可防止铁与氧气接触使内部生锈 ，C符合题意； 用不锈钢制造炊具是改变内部结构防锈，D不合题意；
8.“共享电瓶车”作为一种新的交通工具，方便市民出行，深受人们的喜爱。请回答下列问题。
（1）如图为共享电瓶车结构图，其中属于有机合成材料的是　 　（填字母序号）。
（2）共享电瓶车上选用铝制螺母，虽然铝的化学性质活泼但不易生锈，原因是　 　。
【答案】（1）bc
（2）铝在空气中易于氧气反应生成了致密的氧化铝保护膜，阻止进一步反应。
【解析】（1）根据有机合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维分析；
（2）根据铝的化学性质分析。
【解答】（1）图示中橡胶轮胎、塑料车筐所用材料为有机合成材料，铝合金支架、不锈钢车圈、铝制螺母所用材料都是金属材料。
（2） 铝的化学性质活泼但不易生锈是由于 铝在空气中易于氧气反应生成了致密的氧化铝保护膜，阻止进一步反应。
故答案为：（1）bc；（2） 铝在空气中易于氧气反应生成了致密的氧化铝保护膜，阻止进一步反应。
9.我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni） ，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是 （填“合成材料”或“金属材料”）。
（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号）。
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属价格与硬币面值的吻合度
（3）以上硬币涉及到Fe、Cu、Al、Ni （镍）， 已知Ni能够发生如下反应：Ni+ H2SO4= NiSO4+H2；Fe+ NiCl2=Ni+FeCl2四种金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】金属材料 A Al>Fe>Ni>Cu
【详解】（1）一元币为钢芯镀镍，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，即以上硬币用到的材料都是合金，属于金属材料，故填金属材料。
（2）选择铸造硬币的材料，需要考虑金属的耐腐蚀性、金属的硬度和金属价格与硬币面值的吻合度等，硬币仅用于流通，不需要其导电性，故填A。
（3）由金属活动性顺序表可知，铁、铜、铝的金属活动性由强到弱的顺序为铝、铁、（氢）、铜，镍能够与硫酸反应生成氢气，证明镍位于金属活动性顺序表中氢的前面，铁能够与镍盐溶液反应生成镍单质，证明铁的金属活动性比镍强，所以四种金属活动性由强到弱的顺序为Al>Fe>Ni>Cu，故填Al>Fe>Ni>Cu。
10.实验室采用还原法制备新型材料纳米级铁粉，其流程如图所示。
（1）纳米级Fe粉在空气中易燃烧，其生成物名称是 。
（2）实验中通入N2的目的是 。
（3）Ⅱ中反应的化学方程式为 。
【答案】四氧化三铁 排尽空气，防止生成的铁粉被氧化 H2+FeCl2 Fe+2HCl
【详解】（1）纳米级Fe粉在空气中燃烧生成四氧化三铁。
（2）高温下生成的铁易被氧气氧化，实验中通入N2的目的是排尽空气，防止生成的铁粉被氧化。
（3）Ⅱ中氢气与氯化亚铁在高温下反应生成铁和氯化氢，Ⅱ中反应的化学方程式为H2+FeCl2Fe+2HCl。/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
2.6材料的利用与发展
科学观念：了解材料的发展和利用的历史；知道常见的新型材料在促进技术进步方面的作用和意义;了解材料制造与环境保护的关系。。
科学思维：运用比较法学习材料的发展和各种材料的功能。
探究实践：以铜为主要原料制备硫酸铜从而来探究如何选择最优的途径。
态度责任：联系环境污染和材料发展的实际情况,体会探寻无污染或低污染的“绿色”材料制造〕绮新工艺的意义。
1.材料的发展历程： 。
2.人类对金属材料的使用不仅与， 有关，还与 有关
3.新型材料:指 的材料特点:具有 ，与普通材料的性质差别很大。
4.当前，最引人注目的新型材料有: 等。
5.纳米材料:指其 的材料。
6.实际生产和实验中选择某种物质的制备方法时，需考虑的因素有
(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5)
7.“ ”又称为环境友好化学。
8.工业“三废”是指
【探究一】探究材料与人类社会发展
【思考与讨论】查阅有关人类使用金属的历史资料，了解在不同时代金属使用的状况。
【探究二】探究新型资料
【思考与讨论】你还知道哪些新型材料？
【探究三】探究材料制造与环境保护
【探究】怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
1．提出问题：以铜为主要原料制备硫酸铜的绿色工艺的可行性如何？
2．设计制备方法：
（1）铜能与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水。
（2）__________________________________________________________。
（3）__________________________________________________________。
3．实验原理（写出相应的化学方程式）：
（1）__________________________________________________________。
（2）__________________________________________________________。
（3）__________________________________________________________。
4．请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方面进行讨论，交流并探讨绿色工艺的可行性。

【思考与讨论】为了保护环境，防治污染，最终达到在保持良好环境的条件下发展工业，我国采取了哪些处理和解决“三废”的措施？
总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
1.农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的（　　）
A．青铜器 B．火的使用 C．铁器 D．纳米材料
2.垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是（　　）
A．旧报纸 B．塑料瓶 C．玻璃瓶 D．铝制易拉罐
3.中国天才少年曹原以石墨烯为材料用实验揭开了超导奥秘，荣获2018年《自然》年度人物榜首。石墨烯和石墨、金刚石一样由碳元素组成，具有相似的化学性质，是目前导电性能最出色的材料。下面有关选项错误的是( )
A.石墨烯是一种单质 B.石墨有导电性，可制作电极
C.石墨烯具有稳定结构，不能燃烧 D.金刚石是自然界中最硬的物质，可作钻头
4.雅万高铁是中国境外首条采用中国标准和技术合作建设的高速铁路，其车身主要采用的银铭奥氏体不锈钢属于（　　）
A．复合材料 B．金属材料
C．有机合成材料 D．无机非金属材料
5.根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
该方案的重要目的是为了制备（ ）
A.HBr B.CaO C.H2 D.Hg
6.国际上提出了预防污染的新概念“绿色化学”，下列各项中，不属于“绿色化学”采取的措施的是（　　）
A．利用垃圾发电，变废为宝
B．工业三废处理达标后再排放
C．多种植花草树木，禁止乱砍滥伐
D．为了减少污染物的排放，禁止开办化工厂
7.在新中国成立70周年之际，2019年9月21日，第21届中国国际工业博览会圆满闭幕。太钢“手撕钢”捧回“中国国际工业博览会大奖”，彻底打破国外垄断。“手撕钢”是一款不锈钢箔材其厚度为0.02mm，仅有A4纸四分之一，用手轻轻一撕就能撕开，主要应用高端电子、军工核电等方面。
（1）“手撕钢”属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）“手撕钢”学名是“宽幅超薄精密不锈带钢”，由此可知“手撕钢”在物理性能方面具有良好的__________性
（3）为了保护金属资源，我们须学会防锈，下列介绍的实例只利用隔绝氧气来达到防锈的是______（填字母）
A.菜刀用完后擦干净存放 B.自行车三脚架涂漆
C.夏季停暖后暖气片内注满水防止内部生锈 D.用不锈钢制造炊具
8.“共享电瓶车”作为一种新的交通工具，方便市民出行，深受人们的喜爱。请回答下列问题。
（1）如图为共享电瓶车结构图，其中属于有机合成材料的是　 　（填字母序号）。
（2）共享电瓶车上选用铝制螺母，虽然铝的化学性质活泼但不易生锈，原因是　 　。
9.我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni） ，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是 （填“合成材料”或“金属材料”）。
（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号）。
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属价格与硬币面值的吻合度
（3）以上硬币涉及到Fe、Cu、Al、Ni （镍）， 已知Ni能够发生如下反应：Ni+ H2SO4= NiSO4+H2；Fe+ NiCl2=Ni+FeCl2四种金属活动性由强到弱的顺序为 。
10.实验室采用还原法制备新型材料纳米级铁粉，其流程如图所示。
（1）纳米级Fe粉在空气中易燃烧，其生成物名称是 。
（2）实验中通入N2的目的是 。
（3）Ⅱ中反应的化学方程式为 。

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