资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
中小学教育资源及组卷应用平台
热点素材03 新型材料让无线设备更高效
科技日报北京5月12日电 （记者张佳欣）据最新一期《自然·材料》杂志报道，美国亚利桑那大学怀恩特光学科学学院和桑迪亚国家实验室的科研人员，共同研发出一种能够操纵声子的新型合成材料。这种材料被认为是声学应用中的一次重大突破。
研究人员将高精度半导体材料和压电材料相结合，成功地在声子之间产生了非线性相互作用。这一成果与之前的声子放大器技术相结合，为智能手机和其他无线数据发射器等设备实现更小、更高效、更强大的性能提供了可能。
新技术有望打破当前射频处理硬件的物理尺寸限制。未来，人们或将迎来体积大幅缩小、信号覆盖更广、电池续航时间更长的通信设备。
功能强大的手机，已然成为随身的智能助手。未来，它会变成什么样？这在很大程度上依赖于材料科学的进步。新研发的声学材料通过使声子之间发生相互作用，让无线设备变得更加小巧、性能更优，这为智能手机的“进化”提供了重要思路。其实，随着众多新材料的涌现，手机可从多种途径实现更新迭代。比如，利用二维材料作为手机芯片，有望使手机打破摩尔定律的束缚，变得运行更快、能耗更低；使用光伏材料作为手机外壳，有望使手机随时借助阳光充电。这些，为未来手机形态提供了巨大的想象空间。
（建议用时：40分钟）
考向01 化学与科学
1．（2024·山西运城·三模）反应常被用于除去水中残余氯。为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．100 mL 1 mol L水溶液中含有的键数目为
B．0℃、101kPa时，22.4 L 中氯原子的数目为
C．常温常压下1.6 g 含有质子的数目为
D．通过上述反应除去0.5 mol ，转移电子的数目为
2．（2024·河南·一模）2014年9月28日,郑州市区被大雾笼罩,空气严重污染,其首要污染物为PM2．5。PM2．5是指大气中直径小于或等于2．5×10－6m的颗粒物,又称可入肺颗粒物。下列有关说法不正确的是
A．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶，多出现于秋冬季节
B．焚烧秸秆和化石燃料的燃烧会增大空气中PM2．5的含量
C．PM2．5在空气中一定能产生丁达尔现象
D．开发利用新能源，实施“低碳经济”，可减少PM2．5的产生
3．（2024·云南曲靖·二模）新质生产力涵盖创新材料、新能源、生物医药等产业链。下列说法错误的是
A．具有储氢潜力的新型材料碳纳米管属于单质
B．创新药氢溴酸氘瑞米德韦片中所含氘与氕互为同位素
C．可精确控制硬化过程的可编程水泥属于无机非金属材料
D．具有独特光学、电学性能的纳米半导体CdTe量子点属于胶体
4．（2024·青海西宁·三模）科教兴国，我国科技发展在多个领域获得突破。下列说法错误的是
A．新能源甲醇燃料电池汽车在行驶时其能量的转化形式：电能→化学能
B．新一代航空发动机陶瓷基复合材料：具有耐高温、耐腐蚀特性
C．利用高纯硅可以制成通信设备的芯片：高纯硅是广泛的半导体材料
D．火焰喷雾技术制备纳米材料：在高温火焰喷雾中形成的胶体属于气溶胶
5．（2024·宁夏银川·三模）2022 年2月4日，第二十四届冬奥会在北京开幕，北京成为世界上首个“双奥之城”。本届冬奥会背后蕴含了很多科技成果下列说法正确的是
A．颁奖礼仪服采用第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于烯烃
B．冬奥火炬“飞扬”使用氢气作为燃料，氢能属于新能源
C．火爆全网的吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质主要是聚酯纤维属于天然纤维
D．国家速滑馆的冰面是采用超临界二氧化碳流体跨临界直冷制冰技术打造的，该过程是化学变化
考向02 化学与物质
1．（2024·浙江杭州·一模）化学技术和化学物质可造福人类生活。下列说法不正确的是
A．利用液氮、液氢做火箭推进剂，可有效减少对环境的污染
B．硫酸亚铁可用作处理污水的混凝剂
C．丙三醇有吸水性，可用于配制化妆品
D．氯化镁、硫酸钙等可用作生产豆腐的凝固剂
2．（2024·山西·模拟预测）化学与科技、社会生活有着密切的联系，下列有关说法正确的是
A．2009年我国起征燃油税，工业上将石油分馏得到汽油，主要发生了化学变化
B．2008年诺贝尔化学奖授予研究绿色荧光蛋白的科学家，区分蛋白质溶液和葡萄糖溶液可利用丁达尔效应
C．“显世闻名”的奶粉事件中污染物为三聚氰胺（结构如图），其摩尔质量为l26g
D．2008年支援四川灾区的生活用品中食醋、纯碱、食盐的主要化学物质分别属于酸、碱、盐
3．（2024·江西南昌·调研）分类是化学学习和研究中常用的思维方法，下列关于化学物质和反应类型关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2024·广东梅州·三模）最近媒体报道了一些化学物质，如爆炸力极强的、比黄金还贵的、太空中的甲醇气团等。下列说法中不正确的是
A．中含中子数为 B．甲醇属于共价化合物
C．和互为同素异形体 D．由变成是化学变化
5．（2024·河北保定·二模）某院士科研团队设计和合成了具有低氧化还原电位的联吡啶二羧酸金属钴配合物用于高电压的中性水系有机液流电池。和4-OH-TEMPO分别作中性水系有机液流电池的正负极材料，电池工作原理如图①所示（已知放电时反应如图②）。下列说法错误的是
A．放电时电子的移动方向：电极a→负载电→电极b
B．充电时，电路中每通过电子，阴极区质量增加
C．放电时，b为正极，发生还原反应
D．4-OH-TEMPO与4-OH-TEMPO+中N元素的杂化方式不同
考向03 化学与能源
1．（2024·山西·模拟预测）近年来，锌离子电池在大规模电网储能系统中得到广泛应用，如图所示，锌离子电池放电时会嵌入到极石墨烯(用表示)的层状结构中形成。下列说法错误的是
A．锌离子电池储能时，极上发生还原反应
B．锌离子电池放电时，极为电池的正极
C．储能时，每转移电子，极有脱嵌(不考虑副反应)
D．长时间的析氢副反应会导致电解质溶液中的损耗
2．（2025·河南·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．充电时，电极b为阳极
B．充电时，阳极附近溶液的pH增大
C．放电时，负极的电极反应：
D．放电时，溶液中向电极b方向迁移
3．（2025·云南·模拟预测）低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中为电解质溶液。太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，驱动电流产生和离子移动。下列说法错误的是
A．电池工作时，涉及光能转化为电能
B．敏化电极是负极
C．电极反应为：
D．光敏化剂结构中，中心离子的配位数是6
4．（2025·四川·模拟预测）我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如下。
下列说法错误的是
A．放电时，从负极向正极迁移
B．放电时，的生成说明具有两性
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，若生成，则有穿过离子交换膜
5．（2024·四川成都·三模）化学材料在日常生活中处处可见。下列有关说法错误的是
A．石墨烯是一个碳原子直径厚度的单层石墨，所以具有良好导电性
B．钢中添加Cr、Ni等合金元素使该合金钢不易生锈
C．制造光电池和光导纤维的主要材料是硅酸盐
D．聚乙烯、聚苯乙烯塑料的主要成分由加聚反应制得
考向04 化学与材料
1．（2024·河南安阳·三模）化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法错误的是
A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯
B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于共价晶体
C．中国自主研发的首个5G微基站射频芯片的主要材料是硅
D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力
2．（2024·陕西安康·模拟预测）化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法错误的是
A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯
B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于新型陶瓷
C．中国自主研发的首个微基站射频芯片的主要材料是硅
D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力
3．（2024·广东·联考）近年来，我国取得了很多令人瞩目的科技成果，化学材料在科技成果中应用广泛。下列涉及的材料不属于新型无机非金属材料的是
物品
选项 A．星地量子通信使用的光纤材料 B．华为自主研发的麒麟芯片
物品
选项 C．随云海三号02星发射的抗辐射铝钽金属复合材料 D．力箭一号的碳纤维材料壳体
A．A B．B C．C D．D
4．（2024·河北·模拟预测）现代社会的发展与进步离不开化学材料，下列有关化学材料的说法错误的是
A．北京冬奥会聚氨酯速滑服的主要材料是有机高分子材料
B．大国重器C919大型客机上用到的氮化镓属于合金材料
C．我国发射的火星探测器，其太阳能电池板的主要材料是晶体硅
D．用于新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的是一种磁性物质
5．（2025·宁夏陕西·模拟预测）已知在强碱溶液中可被氧化为。某实验小组使用和的固体混合物，按照下图步骤依次操作，制备固体。各步骤中装置和原理不能达到相应实验目的的是
A．分离固体混合物 B．制取Cl2
C．氧化K2MnO4 D．得到KMnO4固体
A．A B．B C．C D．D
1．（2024·山西·模拟预测）高碳铬铁是生产不锈钢、轴承的重要原料，其主要成分是铁、铬、碳的合金，还含有少量的硅、磷、硫的化合物，以废旧高碳铬铁为原料制备和的流程如图所示。
回答下列问题：
(1)铬元素在元素周期表中属于 族元素，基态铬原子价电子排布式为 。
(2)可利用NaClO溶液吸收，“酸浸”步骤产生的、等有害气体，该吸收过程利用了NaClO的 性。
(3)“调”步骤中通过加入将溶液的调高至2.5，使“沉铁”步骤更有利进行，试分析需要将溶液调高的原因 。
(4)“沉铁”前溶液中的浓度为，“沉铁”后的去除率为99%，则“沉铁”后的滤液中 。(已知：的溶度积为。不考虑沉铁前后溶液的体积变化)
(5)“沉铬”步骤中有生成，写出生成沉淀并放出的反应的离子方程式 。
(6)“研磨”使反应物充分混合，“煅烧”生成步骤中只有碳元素的价态发生改变，写出该步骤的化学方程式 。该步骤中的“煅烧”需要在氛围中进行，其原因是 。
2．（2024·山西·模拟预测）高锰酸钾()是常用的化学试剂。碱熔分解矿石法制备高锰酸钾的实验步骤如下。回答下列问题：
(1)步骤(a)常在 (填“铁”或“陶瓷”)坩埚中进行。
(2)经步骤(b)转化为，写出该反应的化学方程式 。进行该步骤时，应分批次加入，其目的是 (写出一点即可)。
(3)步骤(e)在如图所示装置进行。若去掉盛放小苏打溶液的洗气装置，会影响的产率，其原因是 。
实验过程中应控制的通入量，若通入过多，可能会导致产品中含有较多的 杂质(填名称)；步骤(e)还会产生黑色难溶物，该物质是 (填化学式)。
(4)步骤(f)中蒸发浓缩时应采用小火加热，温度不能太高的理由是 。
3．（2025·宁夏陕西·模拟预测）“三废”的科学治理是环境保护和资源循环利用的重要举措。某含砷烟尘主要成分为和等。一种脱砷并回收、铜和锌的流程如下：
已知：
①微溶于冷水，易溶于热水；
②“氧化酸浸”中，金属硫化物转化成硫酸盐，难溶于热水的Pb5(AsO4)3Cl转化成H3AsO4；
③萃取时，将萃取剂HL溶于磺化煤油中，所得溶液作为有机相，萃取和反萃取原理为，式中为或。
回答下列问题：
(1)“水浸”时，采用热水的目的是 。
(2)“氧化酸浸”时，CuS发生反应的离子方程式为 ，Pb5(AsO4)3Cl与硫酸反应的化学方程式为 。
(3)铜萃取剂()中的N、酚羟基O均与Cu2+配位，形成配合物CuL2。该配合物中Cu2+的配位数为 ，分子结构中设计正壬基的作用是 。“反萃取铜”后，“富铜液”为 相(填“水”或“有机”)。
(4)“沉砷”时，采用生石灰处理，滤渣主要成分的化学式为 。
(5)“反萃取锌”时，试剂X为 。
2
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
1
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
中小学教育资源及组卷应用平台
热点素材03 新型材料让无线设备更高效
科技日报北京5月12日电 （记者张佳欣）据最新一期《自然·材料》杂志报道，美国亚利桑那大学怀恩特光学科学学院和桑迪亚国家实验室的科研人员，共同研发出一种能够操纵声子的新型合成材料。这种材料被认为是声学应用中的一次重大突破。
研究人员将高精度半导体材料和压电材料相结合，成功地在声子之间产生了非线性相互作用。这一成果与之前的声子放大器技术相结合，为智能手机和其他无线数据发射器等设备实现更小、更高效、更强大的性能提供了可能。
新技术有望打破当前射频处理硬件的物理尺寸限制。未来，人们或将迎来体积大幅缩小、信号覆盖更广、电池续航时间更长的通信设备。
功能强大的手机，已然成为随身的智能助手。未来，它会变成什么样？这在很大程度上依赖于材料科学的进步。新研发的声学材料通过使声子之间发生相互作用，让无线设备变得更加小巧、性能更优，这为智能手机的“进化”提供了重要思路。其实，随着众多新材料的涌现，手机可从多种途径实现更新迭代。比如，利用二维材料作为手机芯片，有望使手机打破摩尔定律的束缚，变得运行更快、能耗更低；使用光伏材料作为手机外壳，有望使手机随时借助阳光充电。这些，为未来手机形态提供了巨大的想象空间。
（建议用时：40分钟）
考向01 化学与科学
1．（2024·山西运城·三模）反应常被用于除去水中残余氯。为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．100 mL 1 mol L水溶液中含有的键数目为
B．0℃、101kPa时，22.4 L 中氯原子的数目为
C．常温常压下1.6 g 含有质子的数目为
D．通过上述反应除去0.5 mol ，转移电子的数目为
【答案】A
【详解】A．水溶液中，H2O2和H2O均含有2个键，则100 mL 1 mol L水溶液中含有的键数目大于，A错误；
B．0℃、101kPa为标准状态，22.4 L 的物质的量为1mol，含有氯原子的数目为，B正确；
C．O2中含有16个质子，常温常压下1.6 g 的物质的量为=0.05mol，含有质子的数目为，C正确；
D．根据反应可知，Cl元素由0价下降到-1价，通过上述反应除去0.5 mol ，转移电子的数目为= ，D正确；
故选A。
2．（2024·河南·一模）2014年9月28日,郑州市区被大雾笼罩,空气严重污染,其首要污染物为PM2．5。PM2．5是指大气中直径小于或等于2．5×10－6m的颗粒物,又称可入肺颗粒物。下列有关说法不正确的是
A．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶，多出现于秋冬季节
B．焚烧秸秆和化石燃料的燃烧会增大空气中PM2．5的含量
C．PM2．5在空气中一定能产生丁达尔现象
D．开发利用新能源，实施“低碳经济”，可减少PM2．5的产生
【答案】C
【详解】试题分析：A．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶，由于在秋冬季节空气转冷，水蒸气遇冷就会凝结成小水滴，因此多出现雾，正确；B．焚烧秸秆和化石燃料的燃烧会使大量的固体小颗粒扩散至空气中，因而会增大空气中PM2．5的含量，正确；C．2．5×10－6m =2．5×103nm>100nm，而胶体粒子直径介于1～100nm之间，则PM2．5分散在空气中形成的分散系不一定是胶体，故不一定能产生丁达尔效应，错误；D．开发利用新能源，实施“低碳经济”，就可以减少固体颗粒物的产生，因此可减少PM2．5的产生，正确。
3．（2024·云南曲靖·二模）新质生产力涵盖创新材料、新能源、生物医药等产业链。下列说法错误的是
A．具有储氢潜力的新型材料碳纳米管属于单质
B．创新药氢溴酸氘瑞米德韦片中所含氘与氕互为同位素
C．可精确控制硬化过程的可编程水泥属于无机非金属材料
D．具有独特光学、电学性能的纳米半导体CdTe量子点属于胶体
【答案】D
【详解】A．碳纳米管是碳元素形成的非金属单质，故A正确；
B．氘与氕的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故B正确；
C．水泥的主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，故C正确；
D．纳米半导体CdTe量子点是纯净物，不属于胶体，故D错误；
故选D。
4．（2024·青海西宁·三模）科教兴国，我国科技发展在多个领域获得突破。下列说法错误的是
A．新能源甲醇燃料电池汽车在行驶时其能量的转化形式：电能→化学能
B．新一代航空发动机陶瓷基复合材料：具有耐高温、耐腐蚀特性
C．利用高纯硅可以制成通信设备的芯片：高纯硅是广泛的半导体材料
D．火焰喷雾技术制备纳米材料：在高温火焰喷雾中形成的胶体属于气溶胶
【答案】A
【详解】A．燃料电池是将化学能转化为电能的装置，A错误；
B．航空发动机陶瓷基复合材料的主要成分是SiC，具有硬度大、耐高温、耐腐蚀等特性，B正确；
C．硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料，C正确；
D．空气为分散剂，属于气溶胶，D正确；
故选A。
5．（2024·宁夏银川·三模）2022 年2月4日，第二十四届冬奥会在北京开幕，北京成为世界上首个“双奥之城”。本届冬奥会背后蕴含了很多科技成果下列说法正确的是
A．颁奖礼仪服采用第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于烯烃
B．冬奥火炬“飞扬”使用氢气作为燃料，氢能属于新能源
C．火爆全网的吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质主要是聚酯纤维属于天然纤维
D．国家速滑馆的冰面是采用超临界二氧化碳流体跨临界直冷制冰技术打造的，该过程是化学变化
【答案】B
【详解】A．石墨烯为碳单质，不属于烯烃，A错误；
B．氢能燃烧产物为水，无污染，属于新能源，B正确；
C．聚酯纤维为人造合成纤维，不属于天然纤维，C错误；
D．冰面的形成只是改变物质的状态，没有新物质生成，属于物理变化，D错误；
故答案选B。
考向02 化学与物质
1．（2024·浙江杭州·一模）化学技术和化学物质可造福人类生活。下列说法不正确的是
A．利用液氮、液氢做火箭推进剂，可有效减少对环境的污染
B．硫酸亚铁可用作处理污水的混凝剂
C．丙三醇有吸水性，可用于配制化妆品
D．氯化镁、硫酸钙等可用作生产豆腐的凝固剂
【答案】A
【详解】A．氮气与氢气反应生成氨为放热反应，但反应很慢，不能在短时间产生大量的热量与大量的气体，同时产生的氨气也污染空气，A错误；
B．硫酸亚铁溶于水后，产生胶体吸附水中悬浮杂质，可用作处理污水的混凝剂，B正确；
C．丙三醇的醇羟基是亲水基团，且丙三醇的羟基个数交多，吸水性良好，有利于保湿，可用于配制化妆品，C正确；
D．电解质能使胶体聚沉，氯化镁、硫酸钙可作为制作豆腐的凝固剂，D正确；
故选A。
2．（2024·山西·模拟预测）化学与科技、社会生活有着密切的联系，下列有关说法正确的是
A．2009年我国起征燃油税，工业上将石油分馏得到汽油，主要发生了化学变化
B．2008年诺贝尔化学奖授予研究绿色荧光蛋白的科学家，区分蛋白质溶液和葡萄糖溶液可利用丁达尔效应
C．“显世闻名”的奶粉事件中污染物为三聚氰胺（结构如图），其摩尔质量为l26g
D．2008年支援四川灾区的生活用品中食醋、纯碱、食盐的主要化学物质分别属于酸、碱、盐
【答案】B
【详解】试题分析：分馏是物理变化，A不正确。蛋白质形成的分散系是胶体，葡萄糖溶于水形成溶液，可利用丁达尔效应区分，B正确。摩尔质量的单位是g/mol，C不正确。纯碱是碳酸钠，属于盐，D不正确。答案选B。
3．（2024·江西南昌·调研）分类是化学学习和研究中常用的思维方法，下列关于化学物质和反应类型关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】溶液是混合物，A不正确。电解质不一定都是离子化合物，B不正确。复分解反应一定不是氧化还原反应，D正确，所以答案选C。
4．（2024·广东梅州·三模）最近媒体报道了一些化学物质，如爆炸力极强的、比黄金还贵的、太空中的甲醇气团等。下列说法中不正确的是
A．中含中子数为 B．甲醇属于共价化合物
C．和互为同素异形体 D．由变成是化学变化
【答案】A
【详解】A．1个中所含中子数为18，中所含中子数为，A不正确；
B．甲醇是碳原子、氢原子、氧原子间以共价键形成的共价化合物，B正确；
C．和是氮元素的两种同素异形体，C正确；
D．、是氮元素的同素异形体，所以是化学变化，D正确；
故答案为：A。
5．（2024·河北保定·二模）某院士科研团队设计和合成了具有低氧化还原电位的联吡啶二羧酸金属钴配合物用于高电压的中性水系有机液流电池。和4-OH-TEMPO分别作中性水系有机液流电池的正负极材料，电池工作原理如图①所示（已知放电时反应如图②）。下列说法错误的是
A．放电时电子的移动方向：电极a→负载电→电极b
B．充电时，电路中每通过电子，阴极区质量增加
C．放电时，b为正极，发生还原反应
D．4-OH-TEMPO与4-OH-TEMPO+中N元素的杂化方式不同
【答案】B
【详解】A．由分析可知，放电时a为负极，b为正极，电子的移动方向：电极a→负载电→极b，A项正确；
B．通过2mol电子时，通过离子交换膜的Na+也为2mol，质量为46g，阴极区质量增加，B项错误；
C．由分析可知，b为正极，发生还原反应，C项正确；
D．4-OH-TEMPO中N原子形成3个键，且含有1个孤电子对，杂化方式为sp3，4-OH-TEMPO+中N原子形成3个键，且没有个孤电子对，N元素的杂化方式sp2，D项正确；
故选B。
考向03 化学与能源
1．（2024·山西·模拟预测）近年来，锌离子电池在大规模电网储能系统中得到广泛应用，如图所示，锌离子电池放电时会嵌入到极石墨烯(用表示)的层状结构中形成。下列说法错误的是
A．锌离子电池储能时，极上发生还原反应
B．锌离子电池放电时，极为电池的正极
C．储能时，每转移电子，极有脱嵌(不考虑副反应)
D．长时间的析氢副反应会导致电解质溶液中的损耗
【答案】C
【分析】放电时锌为负极，失去电子，发生氧化反应，N极发生还原反应，做正极，以此解题。
【详解】A．充电时，M电极为阴极，发生还原反应，A正确；
B．由分析可知，放电时为原电池，N电极为正极，B正确；
C．储能时为电解池，N电极的反应为，由电极反应可知，每转移电子，极有脱嵌(不考虑副反应)，C错误；
D．长时间的析氢副反应使溶液pH升高，转化为Zn(OH)2，导致电解质溶液中的损耗，D正确；
故选C。
2．（2025·河南·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．充电时，电极b为阳极
B．充电时，阳极附近溶液的pH增大
C．放电时，负极的电极反应：
D．放电时，溶液中向电极b方向迁移
【答案】C
【分析】由图可知，放电时，电极a上MnO2转化为Mn2+，发生还原反应，电极b上Cu2S转化为S，发生氧化反应，则电极a为正极，电极b为负极；充电时，电极a上Mn2+转化为MnO2，发生氧化反应，电极b上S转化为Cu2S，发生还原反应，此时电极a为阳极，电极b为阴极。
【详解】A．充电时，S转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误；
B．根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2++2H2O－2e-=MnO2+4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误；
C．放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S 4e =S+2Cu2+，C正确；
D．放电时，溶液中向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误；
故选C。
3．（2025·云南·模拟预测）低空经济为新能源电池拓宽了应用场景。一种新型光伏电池工作原理如图所示，其中为电解质溶液。太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，驱动电流产生和离子移动。下列说法错误的是
A．电池工作时，涉及光能转化为电能
B．敏化电极是负极
C．电极反应为：
D．光敏化剂结构中，中心离子的配位数是6
【答案】C
【详解】A．该装置是光伏电池，太阳光照下敏化后的产生电子和空穴，驱动电流产生和离子移动，所以电池工作时，涉及光能转化为电能，A正确；
B．太阳光照下，敏化后的产生电子和空穴，即敏化电极失电子为负极，B正确；
C．电极为正极，发生得电子还原反应，电极电极反应为：，C错误；
D．由图可知，光敏化剂结构中，中心离子与6个N原子成键，配位数是6，D正确；
答案选C。
4．（2025·四川·模拟预测）我国科学家发明了一种高储能、循环性能优良的水性电池，其工作示意图如下。
下列说法错误的是
A．放电时，从负极向正极迁移
B．放电时，的生成说明具有两性
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，若生成，则有穿过离子交换膜
【答案】D
【详解】A．放电为原电池，原电池中K+向正极移动，A正确；
B．碱性环境中有生成说明Zn(OH)2能与碱反应，既能与酸反应又能与碱反应说明Zn(OH)2有两性，B正确；
C．充电为电解池，根据分析，总反应为阴阳两极的加和，+2= Zn+4OH-+，C正确；
D．由电极反应2-2e-=，生成1mol转移电子物质的量为2mol，应有2molK+穿过离子交换膜，D错误；
故选D。
5．（2024·四川成都·三模）化学材料在日常生活中处处可见。下列有关说法错误的是
A．石墨烯是一个碳原子直径厚度的单层石墨，所以具有良好导电性
B．钢中添加Cr、Ni等合金元素使该合金钢不易生锈
C．制造光电池和光导纤维的主要材料是硅酸盐
D．聚乙烯、聚苯乙烯塑料的主要成分由加聚反应制得
【答案】C
【详解】A. 石墨烯是一个碳原子直径厚度的单层石墨，所以具有良好导电性，故A正确；
B. 钢中添加Cr、Ni等合金元素，改变金属内部结构，使该合金钢不易生锈，故B正确；
C. 制造光电池的主要材料是硅，光导纤维的主要材料是二氧化硅，故错误；
D. 聚乙烯、聚苯乙烯塑料的主要成分是由乙烯、苯乙烯加聚反应制得，故D正确；
故选C。
考向04 化学与材料
1．（2024·河南安阳·三模）化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法错误的是
A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯
B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于共价晶体
C．中国自主研发的首个5G微基站射频芯片的主要材料是硅
D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力
【答案】A
【详解】A．聚乙烯不耐高温，不可能做不粘锅的涂层，A错误；
B．碳化硅是新型无机非金属材料，属于共价晶体，B正确；
C．芯片的主要材料是硅单质，C正确；
D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力，如羟基等基团，D正确；
不正确的选A。
2．（2024·陕西安康·模拟预测）化学材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列有关化学材料的说法错误的是
A．不粘锅的耐热涂层材料通常是聚乙烯
B．中国天眼FAST用到的碳化硅属于新型陶瓷
C．中国自主研发的首个微基站射频芯片的主要材料是硅
D．接入带有强亲水基团的支链，可提高吸水材料的吸水能力
【答案】A
【详解】A．聚乙烯材料耐热性差，不能作为不粘锅的耐热涂层材料，一般选用聚四氟乙烯，A项错误；
B．碳化硅属于新型陶瓷，是新型无机非金属材料，B项正确；
C．芯片的主要材料是硅，C项正确；
D．接入带有强亲水基团的支链，由相似相溶原理可知，可提高吸水材料的吸水能力，D项正确；
故选A。
3．（2024·广东·联考）近年来，我国取得了很多令人瞩目的科技成果，化学材料在科技成果中应用广泛。下列涉及的材料不属于新型无机非金属材料的是
物品
选项 A．星地量子通信使用的光纤材料 B．华为自主研发的麒麟芯片
物品
选项 C．随云海三号02星发射的抗辐射铝钽金属复合材料 D．力箭一号的碳纤维材料壳体
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．光纤的主要成分是,属于新型无机非金属材料，A项不符合题意；
B．芯片的主要成分是,属于新型无机非金属材料，B项不符合题意；
C．抗辐射铝钽金属复合材料属于金属材料，不是无机非金属材料，C项符合题意；
D．碳纤维属于新型无机非金属材料，D项不符合题意；
故答案选C。
4．（2024·河北·模拟预测）现代社会的发展与进步离不开化学材料，下列有关化学材料的说法错误的是
A．北京冬奥会聚氨酯速滑服的主要材料是有机高分子材料
B．大国重器C919大型客机上用到的氮化镓属于合金材料
C．我国发射的火星探测器，其太阳能电池板的主要材料是晶体硅
D．用于新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的是一种磁性物质
【答案】B
【详解】A．聚氨酯属于有机高分子材料，所以北京冬奥会聚氨酯速滑服属于有机高分子材料，故A正确；
B．合金是混合物，氮化镍是化合物、是纯净物，所以机上用到的氮化镍不是合金，故B错误；
C．晶体硅为良好的半导体材料，可也将太阳能转化为电能，是制造太阳能电池重要材料，故C正确；
D．Fe3O4有磁性，俗名磁性氧化铁，用于新版人民币票面文字等处的油墨中，故D正确；
故选：B。
5．（2025·宁夏陕西·模拟预测）已知在强碱溶液中可被氧化为。某实验小组使用和的固体混合物，按照下图步骤依次操作，制备固体。各步骤中装置和原理不能达到相应实验目的的是
A．分离固体混合物 B．制取Cl2
C．氧化K2MnO4 D．得到KMnO4固体
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．溶于KOH溶液中形成碱性溶液，而MnO2不溶于水，可用过滤分离出溶液中的MnO2，A选项正确；
B．实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热条件下反应生成氯气，再利用饱和食盐水除去氯气中混有的HCl杂质，B选项正确；
C．在强碱溶液中可被氧化为，因此将氯气通入到碱性溶液中可制备得到，此外氯气有毒，用NaOH溶液进行尾气处理，C选项正确；
D．受热易分解，应该用蒸发浓缩，冷却结晶的方式得到固体，D选项错误；
故选D。
1．（2024·山西·模拟预测）高碳铬铁是生产不锈钢、轴承的重要原料，其主要成分是铁、铬、碳的合金，还含有少量的硅、磷、硫的化合物，以废旧高碳铬铁为原料制备和的流程如图所示。
回答下列问题：
(1)铬元素在元素周期表中属于 族元素，基态铬原子价电子排布式为 。
(2)可利用NaClO溶液吸收，“酸浸”步骤产生的、等有害气体，该吸收过程利用了NaClO的 性。
(3)“调”步骤中通过加入将溶液的调高至2.5，使“沉铁”步骤更有利进行，试分析需要将溶液调高的原因 。
(4)“沉铁”前溶液中的浓度为，“沉铁”后的去除率为99%，则“沉铁”后的滤液中 。(已知：的溶度积为。不考虑沉铁前后溶液的体积变化)
(5)“沉铬”步骤中有生成，写出生成沉淀并放出的反应的离子方程式 。
(6)“研磨”使反应物充分混合，“煅烧”生成步骤中只有碳元素的价态发生改变，写出该步骤的化学方程式 。该步骤中的“煅烧”需要在氛围中进行，其原因是 。
【答案】(1) 第四周期VIB 族 3d54s1 (2)氧化
(3)增大pH，促进H2C2O4电离平衡正向移动，使溶液中的浓度变大，有利于Fe2+转化为FeC2O4 2H2O
(4)8×10-5 (5)Cr3++3HCO=Cr(OH)3↓+3CO2↑
(6) LiOH+FeC2O4 2H2O+NH4H2PO4LiFePO4+NH3↑+CO2↑+4H2O+CO↑ 防止Fe2+被空气中的氧气氧化
【详解】（1）铬元素位于第四周期VIB 族：原子序数为24，基态铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价 电子排布式为3d54s1；
（2）H2S中的硫元素，PH3中的磷元素，均为最低价，具有较强的还原性，可被NaClO氧化，因此利用了NaClO的氧化性；
（3）增大pH，促进H2C2O4电离出更多的有利于Fe2+转化为FeC2O4 2H2O；
（4）“沉铁”后溶液中的溶液中c(Fe2+)=，；
（5）Cr3+和HCO 在溶液中发生相互促进的水解生成Cr(OH)3沉淀和CO2气体，离子方程式为：Cr3++3HCO=Cr(OH)3↓+3CO2↑；
（6）因为只有碳元素的价态发生改变，结合反应物中碳元素为+3价，推测碳元素发生了歧化反应，故有CO 和CO2生成，据此写出化学方程式：LiOH+FeC2O4 2H2O+NH4H2PO4LiFePO4+NH3↑+CO2↑+4H2O+CO↑；
Fe2+具有较强的还原性，为了防止FeC2O4 2H2O和LiFePO4中的Fe2+被空气中的氧气氧化，需要在N2氛围中进行
2．（2024·山西·模拟预测）高锰酸钾()是常用的化学试剂。碱熔分解矿石法制备高锰酸钾的实验步骤如下。回答下列问题：
(1)步骤(a)常在 (填“铁”或“陶瓷”)坩埚中进行。
(2)经步骤(b)转化为，写出该反应的化学方程式 。进行该步骤时，应分批次加入，其目的是 (写出一点即可)。
(3)步骤(e)在如图所示装置进行。若去掉盛放小苏打溶液的洗气装置，会影响的产率，其原因是 。
实验过程中应控制的通入量，若通入过多，可能会导致产品中含有较多的 杂质(填名称)；步骤(e)还会产生黑色难溶物，该物质是 (填化学式)。
(4)步骤(f)中蒸发浓缩时应采用小火加热，温度不能太高的理由是 。
【答案】(1)铁
(2) 防止反应过于剧烈而使熔融物飞溅
(3)挥发出的氯化氢气体会与锰酸钾反应产生氯化锰和氯气，产生有毒氯气且影响高锰酸钾产率和纯度 碳酸氢钾
(4)若温度过高，高锰酸钾会分解，导致产率下降
【详解】（1）陶瓷坩埚的成分是硅酸盐，则氢氧化钾可以和瓷坩埚反应，故不能使用瓷坩埚。答案为：铁。
（2）在碱性条件下，氯酸钾与二氧化锰加热熔融发生氧化还原反应，二氧化锰被氧化成锰酸钾，方程式为：；由于该反应非常剧烈，分多次加入可以使反应较平稳地进行，防止反应过于剧烈而使熔融物飞溅。答案为：；防止反应过于剧烈而使熔融物飞溅。
（3）步骤发生的反应是：，若没有小苏打除去挥发的氯化氢气体，会与锰酸钾反应生成氯气和氯化锰，产生有毒氯气且影响高锰酸钾产率和纯度。若通入过多，会与碳酸钾反应生成碳酸氢钾，结晶时与高锰酸钾一同析出。答案为：挥发出的氯化氢气体会与锰酸钾反应生成氯化锰和氯气，产生有毒氯气且影响高锰酸钾产率和纯度；碳酸氢钾；。
（4）若温度过高，高锰酸钾会分解，方程式为：，导致产率下降。答案为：若温度过高，高锰酸钾会分解，导致产率下降。
3．（2025·宁夏陕西·模拟预测）“三废”的科学治理是环境保护和资源循环利用的重要举措。某含砷烟尘主要成分为和等。一种脱砷并回收、铜和锌的流程如下：
已知：
①微溶于冷水，易溶于热水；
②“氧化酸浸”中，金属硫化物转化成硫酸盐，难溶于热水的Pb5(AsO4)3Cl转化成H3AsO4；
③萃取时，将萃取剂HL溶于磺化煤油中，所得溶液作为有机相，萃取和反萃取原理为，式中为或。
回答下列问题：
(1)“水浸”时，采用热水的目的是 。
(2)“氧化酸浸”时，CuS发生反应的离子方程式为 ，Pb5(AsO4)3Cl与硫酸反应的化学方程式为 。
(3)铜萃取剂()中的N、酚羟基O均与Cu2+配位，形成配合物CuL2。该配合物中Cu2+的配位数为 ，分子结构中设计正壬基的作用是 。“反萃取铜”后，“富铜液”为 相(填“水”或“有机”)。
(4)“沉砷”时，采用生石灰处理，滤渣主要成分的化学式为 。
(5)“反萃取锌”时，试剂X为 。
【答案】(1)将As2O3溶解，便于As2O3回收
(2)CuS+4H2O2=+Cu2++4H2O Pb5(AsO4)3Cl+5H2SO4=3H3AsO4+5PbSO4+HCl
(3)4 使HL分子易溶于有机相 水
(4)Ca3(AsO4)2 (5)H2SO4
【详解】（1）As2O3易溶于热水，用热水可以将As2O3溶解，便于As2O3回收；
（2）根据分析，“氧化酸浸”时，CuS发生反应的离子方程式为CuS+4H2O2=+Cu2++4H2O；
（3）HL中N、酚羟基均能与Cu2+形成配位键，每个HL形成2配位，故CuL2中Cu2+的配位数为4；正壬基为烷烃基团，极性较小，根据相似相溶原理，正壬基易溶于有机物，HL作为萃取剂，与Cu2+形成配位化合物后溶于有机相，从而实现萃取的目的；根据分析，反萃取后Cu2+在水相中，因此富铜液为水相；
（4）“沉砷”时，采用生石灰处理，CaO、H2O与H3AsO4反应生成Ca3(AsO4)2沉淀；
（5）根据可知，反萃取需要加H+使平衡逆向移动，最终得到ZnSO4 7H2O，因此X为H2SO4。
2
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
1
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑