资源简介

2.3常见的材料(1)
学习指要
一、知识要点
1．材料是人类赖以生存的物质基础，常见的材料有金属材料(合金材料)、无机非金属材料以及有机合成材料。
2．合金及其特点
(1)含义：两种或两种以上的金属(也可以是金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(2)特点：①合金是混合物；②合金与纯物质相比，一般具有较低的熔点，较大的硬度，较差的导电性。
3．铁的锈蚀条件和防锈方法
(1)铁锈蚀的条件：铁与氧气和水等物质相互作用。
(2)防止铁生锈的方法①覆盖一层保护膜法：使铁制品隔绝空气或隔绝水，保持铁制品表面干燥和洁净或在铁制品表面涂一层保护膜。如刷油漆、涂油、电镀、烤蓝等。②改变内部结构法：改变铁的组成、结构，制成合金钢，如不锈钢等。
4．金属不会自行分解，每年废弃的金属不仅浪费资源，侵占土地，而且污染环境。有的金属被腐蚀后形成金属离子，污染土壤和地下水源。金属造成的生态环境污染，可随着食物链危及各类生物和人类。通过分类回收金属，进行循环再生等可解决一些金属污染问题。
二、重要提示
1．日常生活和生产中所用的铁制品是铁合金，不是纯铁。铁合金中主要含有的杂质是碳，其硬度比纯铁高，熔点比纯铁低。
2．钢铁的锈蚀，既有其本身组成、结构、性质上的原因，又有周围介质上的原因。因此，钢铁的防锈蚀主要应从它的本身和周围介质两方面采取措施。保护膜法是最普遍最重要的防锈措施。
3．废弃电池的危害：废电池是对自然环境造成威胁最大的几种物质之一。电池中含有汞、铅、镉等多种金属元素，将废电池混人生活垃圾中一起填埋，或随手丢弃，渗出的汞及重金 属物质就会渗入土壤，污染地下水，进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。
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记忆合金
1963年，美国海军研究所在研究镍钛合金时，发现了一种奇怪的现象：一些已经被拉直了的镍钛合金，无意中被火烤后，又恢复到原来弯曲的形状。这一现象说明这种镍钛合金具有一种形状记忆功能，这种合金也因此被称为“形状记忆合金”。形状记忆合金能够记住它在某一温度下的形状，以后不管经过什么样的温度变化，只要出现那一特定的温度，它便能立即恢复原来的形状。金镉合金、钛镍合金、铟铊合金等，都是形状记忆合金。
1970年，美国首先将形状记忆合金用于宇宙飞船天线，成为形状记忆合金应用的杰出代表。
记忆合金同我们的日常生活也息息相关。例如，用记忆合金制成的弹簧放在热水中时，长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。这种弹簧可以控制浴室水管的水温，在热水温度过高时通过“记忆”功能，调节或关闭供水管道，避免烫伤。也可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时，记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置，达到报警的目的。还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。
科学家已成功将“记忆金属”的形变温度调到体温范围，并将它应用于医学上。科学家用它做成食道支架，对失去进食功能的食道癌患者来说，“记忆金属”食道架能在喉部膨胀成新的食道。必要时只要向食道里加上冰块，“食道”又会遇冷收缩，从而可轻易取出。
解题指导
【例题】某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水完全浸没的细铁丝，然后装配成如图2—6所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度)：
时间/小时
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
A瓶(盛干燥细铁丝)/厘米
0
0
0
0
0
0
0
B瓶(盛沾了食盐水的细铁丝)
/厘米
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶(盛沾了清水的细铁丝)
/厘米
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶(盛完全浸没在食盐水中的细铁丝)/厘米
0
0
0
0
0
0
0
(1)导管中水面上升的原因是 。
(2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为 (填序号)。
(3)影响铁生锈的因素有 。
【解析】 由题中装置可知，导管中水面上升的高度与烧瓶内空气消耗的多少有关，烧瓶内空气消耗得越多，由于大气压的作用，导管中水面上升得越高。现烧瓶中放置不同条件的细铁丝，细铁丝在生锈时要消耗空气，细铁丝越易生锈，消耗的空气越多，导管中水面上升得越高。再根据表中数据可知，干燥细铁丝和完全浸没在食盐水中的细铁丝不易生锈，沾了食盐水的细铁丝最易生锈，沾了清水的细铁丝次之，这说明铁生锈的因素是需要空气、水和盐类物质。
【答案】(1)铁生锈时与空气中的氧气反应，消耗了氧气而使烧瓶中气体的压强降低 (2)B>C>A=D (3)①跟氧气接触；②有水分子存在；③有电解质(盐)存在。三者同时具备时，铁牛锈的速度最快
同步训练 A组
1．下列不属于合金的是 ( )
A．焊锡 B．黄铜 C．生铁 D．石墨
2．有关合金的叙述如下，其中正确的有 ( )
①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定是混合物；⑤生铁是含杂质较多的铁合金(比钢多)；⑥生铁可完全溶解在稀盐酸中
A．①②③④⑤⑥ B．①②
C．①③④⑤ D．③④⑤
3．铝镁合金是新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列性质与这些用途无关的是 ( )
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
4．据统计，每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产量的1／4。如图所示，电线杆的铁丝拉线上有M、N、P三处，最容易生锈的地方是 ( )
A．M处 B．N处 C．P处 D．不能确定
5．下列说法不正确的是 ( )
A．回收废旧金属可减少对环境的污染
B．回收废旧金属可以节约能源
C．回收废旧金属可以节约金属资源
D．回收一个铝制易拉罐比制造一个新饮料罐贵些
6．某些食品包装袋内常有一小包物质，用来吸收氧气和水分，以防止食品腐败，常称作“双吸剂”。下列物质属于“双吸剂”的是 ( )
A．炭粉 B．铁粉 C．氯化钙 D．生石灰
7．日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的有 ( )
①在铁制品表面镀锌；②在铁制品表面涂油脂；③保留铁件表面的铁锈作保护层；④在铁器表面刷油漆；⑤自行车脏了用清水冲洗；⑥用废酸液冲洗铁制污水管道；⑦切完菜后尽快将菜刀洗净擦干
A．②⑤ B．③⑤⑥ C．①③⑦ D．②⑥⑦
8．铁制品在通常情况下很容易生锈，制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。下列说法正确的是 ( )
A．镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B．镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C．镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D．镀铜铁制品是一种合金
9．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某科学兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放人3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象髌验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
(1)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 。
(2)该实验的创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)用完的菜刀要擦干存放，理由是 。
(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是
10．所谓合金，就是多种不同金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物。根据下列 四种金属的熔沸点，不能形成合金的是 ( )
Na
Cu
Al
Fe
熔点
97.5℃
1083℃
660℃
1535℃
沸点
883℃
2595℃
2200℃
3000℃
A．Cu和Na B．Fe与Cu C．Cu与Al D．Al与Na
11．在苍茫海水中沉没了800多年的“南海一号”重见天日，其中的宋代铜钱已经锈迹斑斑。已知：铜绿的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2 (OH) 2CO2]，它受热分解的化学方程式为：Cu2 (OH) 2CO32CuO+CO2↑+H2O某同学设计了如下实验，用来测定碱式碳酸铜受热分解后产生的水和二氧化碳的质量比。实验用到的主要装置如图所示：
(1)装置连接顺序为： 。(填编号)
(2)操作步骤及数据处理： 第一步：检验气密性； 第二步：装入药品，称取装置①和③的质量； 第三步：试验后再次称取装置①和③的质量，
记录数据如下表：
装置
装置
质量
时间
装置①
装置③
实验前
220.0克
195.0克
实验后
222.1克
199.4克
根据以上数据可得产生的水和二氧化碳的质量之比为 。(要求写出最简整数比)
(3)产生该实验结果可能的原因有哪些? (可多选)。
A．二氧化碳没有被完全吸收
B．水没有被完全吸收
C．碱式碳酸铜药品中含有水分
D．碱式碳酸铜没有完全分解
12．普通黄铜仅由铜和锌组成，它被广泛用于制造板材、管材等，也用于铸造机械零件。现有一块质量为50.O0克的黄铜样品，某同学利用一种未知浓度的稀盐酸来测定样品中Cu的 质量分数。实验中，当样品完全反应时，所得溶液的质量为198.25克，样品变化情况如图所示。
计算：
(1)黄铜中Cu的质量分数。
(2)样品完全反应时生成的H2的质量。
(3)稀盐酸的溶质质量分数。
2.3 常见的材料(1)
1．D 2．D 3． B 4． B 5．D 6． B 7．B 8．C 9．氧气和水蒸气(1)1／5 (2)试管内空气体积减小(或试管内液面上升) (3)除去水分，防止生锈(4)铝的表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应 10．A 11．(1)②→①→③ (2)21 ：44 (3)AC l2．(1)67.5％ (2)0.5克 (3)10％
2.3常见的材料(2)
学习指要
一、知识要点
1．常见的三大无机非金属材料为水泥、玻璃和陶瓷。
(1)水泥：普通水泥(通常指硅酸盐水泥)由石灰石与黏土混在一起在炉中煅烧成熟料后加石膏磨细而成。
(2)玻璃：普通玻璃是将石英、苏打和石灰石等经过配料、熔化、成型、退火等工序制成的。
(3)陶瓷：用天然的硅酸盐和其他矿物原料制成的，具有许多优良的性能，如耐水、耐酸碱和绝缘性好等。
2．三大有机合成材料为合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
二、重要提示
1．在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等)，会使玻璃呈现不同的颜色。如在红色玻璃中加的是氧化亚铜，在蓝色玻璃中加的是氧化钴。
2．大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以下统称为塑料包装物)，在使用后被抛弃在环境中，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。
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白色污染与生物降解
白色污染是指由废弃塑料引起的环境污染。塑料制品在动物体内无法被消化和分解，牲口误食后可能引起胃部不适、行动异常、生育繁殖能力下降，甚至死亡；废农膜残留在农田中，影响土壤透气性，阻碍水分流动和作物根系发育，缠绕农机具，恶化田问作业，长此以往使土壤劣化；废弃塑料对水面特别是海洋的污染已经成为国际性问题，它们影响渔业，恶化水质，还会缠住船只的螺旋桨，损坏船身和机器，给航运业造成重大损失。水中垃圾塑料占55％，其消除费用为陆地的10倍。为了防止白色污染，许多国家在大力推进3R运动，即要求减量化(Re—duce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)；还在研究新型的可降解塑料以及各种利用回收的废塑料使之资源化的新途径。
生物降解塑料是指在自然环境中通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。按照其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。按照其来源则可以分为天然高分子材料、微生物合成材料、化学合成材料、掺混型材料等。
解题指导
【例题】福娃是2008年奥运吉祥物。制作它的外部材料为纯羊毛绒，内充无毒的合成纤维。下列说法正确的是 ( )
A．制作福娃内充物是引起A色污染的主要物质
B．纯羊毛和合成纤维可用燃烧法区别
C．制作福娃的外部材料属于有机合成材料
D．合成纤维的吸水性和透气性比纯羊毛好
【解析】福娃外部材料用的纯羊毛绒属于天然有机高分子材料，内充的无毒合成纤维属于合成材料。白色污染是由于大量废弃的塑料不易降解而引起的。区别天然纤维和人造纤维的方法是燃烧法，天然纯羊毛燃烧后有一股烧焦羽毛的特殊气味，而合成纤维则燃烧成黑色固体。纯羊毛的吸水性和透气性比合成材料要好。
【答案】B
同步训练 A组
1．2009年中央电视台春节联欢晚会中，著名魔术师刘谦以其匪夷所思的表演震撼了国人，下列是他在表演过程中使用的道具，其中属于合成材料的是 ( )
A．玻璃杯 B．金戒指
C．硬币 D．橡皮筋
2．下列无机非金属材料的使用和保存不正确的是 ( )
A．玻璃高脚杯盛放啤酒饮料
B．氧化铝(A12O3)用来制造发动机零件
C．建筑用的水泥大量露天放置
D．羟基磷酸钙陶瓷制造人工骨、人工关节及人造假牙
3．我国政府规定，所有超市、商场、集贸市场等一律不得免费提供塑料购物袋。据了解，一次性塑料袋大多是聚氯乙烯和聚苯乙烯制成的再生塑料制品，对人体是有害的。下列关于一次性塑料袋的说法错误的是 ( )
A．一次性塑料袋是链状结构的高分子材料
B．禁止使用任何塑料制品
C．一次性塑料袋是由有机物组成的
D．一次性塑料袋是“白色污染”之一
4．最新研制的以农作物秸秆为原料的一次性餐盒，废弃后在自然条件下两个月就可以分解。下列关于此种餐盒的说法不正确的是 ( )
A．替代塑料餐盒可减少“白色污染”
B．这种餐盒是绿色环保产品
C．可有效利用秸秆，减少燃烧秸秆产生的空气污染
D．秸秆属于合成材料
5．考古发现，早在一万多年前我国已开始制造和使用陶器。现在人们已能生产各种新型陶瓷材料，如用氧化铝陶瓷来制造发动机零件。下列有关氧化铝陶瓷的说法错误的是 ( )
A．该陶瓷属于无机非金属材料
B．该陶瓷中的原料氧化铝属于非金属氧化物
C．该陶瓷耐高温，强度高
D．该陶瓷耐酸、碱等化学物质的腐蚀
6．下列对废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是 ( )
A．焚烧
B．粉碎后深埋
C．倾倒在海洋中
D．用化学方法加工成防水涂料或汽油
7．节能、环保、高效新材料的使用是上海世博会的亮点。
(1)世博园区内的“阳光谷”(如图甲所示)顶棚膜是国内首次采用具有自洁功能的聚四氟乙烯碳素纤维材料制成的，其使用寿命可以超过100年。聚四氟乙烯碳素纤维属于 (填“合成材料”或“天然材料”)。
(2)下列做法能体现世博会“低碳、环保”理念的是 (可多选)。
A．用可降解的“玉米塑料”代替传统塑料制作餐具
B．用回收的牛奶包装纸盒再生的材料制造休闲椅
C．多个展馆充分利用了太阳能、风能、地热能、生物质能
(3)世博会已有千辆新能源汽车投入运行，其中部分公交车采用二甲醚(C2H6O)作燃料。二甲醚完全燃烧生成二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式： 。
(4)在世博园区内分布着许多“直饮水”点(如图乙所示)，其“直饮水”主要生产流程为：自来水→活性炭→超滤膜分离→紫外线消毒→直饮水，其中活性炭起 作用，超滤膜可以让水分子通过，其他大分子污染物则被截留，这个分离过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
8．市场上有一种加酶洗衣粉，衣物上的汗渍、血迹及人体排出的油渍 等遇到这种加酶洗衣粉都能被分解而除去。下列衣料不宜用加酶洗衣粉洗涤的是( )
①羊毛织品；②棉织品；③化纤布料；④蚕丝织品
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
9．《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》(又称“限塑令”)于2008年6月1日开始实施。市售塑料购物袋有的用聚乙烯[(CH2CH2)n]制成，有的用聚氯乙烯[(CH2CHCl) n]制成。请回答：
(1)聚氯乙烯由 种元素组成。
(2)通过点燃的方法可以鉴别聚乙烯和聚氯乙烯，如果塑料购物袋点燃时有强烈的刺激性气味产生，这种塑料购物袋可能是由 制成的。
(3)实行塑料购物袋有偿使用的意义是 (可多选)。
A．节约资源 B．避免滥用塑料袋
C．保护生态环境 D．提高生活水平
10．由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已经成为一个严重的社会问题。某科学研究小组的同学们欲对某种塑料的组成进行分析探究(资料显示该塑料只含C、H两种 元素)，他们设计了如图所示的实验装置。目的是通过测量有关数据，推算塑料组成元素的含量。图中字母A至G均表示装置编号。
请根据实验装置，回答下列问题：
(1)由于发生装置A制取的氧气中混有CO2和水蒸气，为使D装置中的塑料试样在纯氧中燃烧，装置C中盛放的试剂应该是 。
(2)E、F装置是气体的吸收装置，该处的设计有不正确的地方，如何改进 ，
理由是 。
(3)碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，则装置正确连接时G装置的作用是 。
2.3 常见的材料(2)
1．D 2．C 3．B 4．D 5．B 6．D 7．(1)合成材料 (2)ABC
(3)C2H6O+3O22CO2+3H2O (4)吸附 物理变化 8．C[解析：羊毛和蚕丝都含有蛋白质，易被酶分解。] 9．(1)3 (2)聚氯乙烯 (3)ABC[解析：分别燃烧聚乙烯和聚氯乙烯，产生的气体不同，有强烈的刺激性气味产生的是聚氯乙烯。] 10．(1)浓H2SO4 (2)E、F装置顺序对调 F装置吸收的水蒸气有一部分来自NaOH溶液 (3)吸收空气中的H2O和CO2，避免对实验结果产生干扰[解析：要除去氧气中混有的CO2和水蒸气，应先除CO2后除去水蒸气，以免有新的水蒸气进入D装置。要测定塑料燃烧生成的CO2和水蒸气，应先吸收水蒸气，后吸收CO2，以免NaOH溶液中的水蒸气进入F装置，使H2O的质量偏大。碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气，以免对实验结果产生干扰。]

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