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9.3新型材料的研制
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关物质的鉴别或除杂所用试剂或方法中，不正确的是
A．鉴别软水和硬水：肥皂水
B．鉴别羊毛线和腈纶线：灼烧后闻气味
C．除去铜粉中含有的碳粉：在空气中灼烧
D．除去氧气中的水蒸气：通过盛浓硫酸的洗气瓶
2．2024年1月5日，在青海省开展的高海拔风电叶片真空灌注技术研究试验取得成功，刷新了全球最高海拔风电叶片的纪录。制作风电叶片的材料之一为环氧树脂塑料，它属于
A．合成材料 B．金属材料 C．复合材料 D．非金属材料
3．以下家庭实验中设计不合理的是
A．用紫甘蓝的浸出液检验溶液的酸碱性 B．用加热的方法给塑料袋封口
C．用灼烧的方法鉴别羊毛和人造纤维 D．用食盐水除去水垢
4．汽车中部分构件的材料如下，其中属于有机高分子材料的是
A．气缸体——生铁 B．车体——特殊钢
C．发动机——铝合金 D．轮胎——合成橡胶
5．每年的4月22日是世界地球日，2024年的主题为“全球战塑”，下列做法与该主题不相符的是
A．开发可生物降解的塑料产品 B．分类回收和再利用塑料垃圾
C．减少外卖等商品的过度包装 D．填埋或焚烧处理废弃的塑料
6．下列说法正确的是
A．天然气是可再生的能源
B．吃海产品有利于碘的摄取
C．“白色污染”就是指白颜色的垃圾
D．摄入太多的脂肪会使人变胖，所以脂肪对人体有害
7．日常生活中的下列做法中，不正确的是（　　）
A．用盐酸除去铁制品表面的铁锈
B．铝合金门窗变旧变暗后应使用砂纸或钢丝球用力打磨
C．购物时使用无纺布袋有利于减少“白色污染”
D．汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源、减少污染
8．检验、鉴别、除杂与分离是研究及获得物质的重要方法，下列实验方法能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方法
A 检验一瓶CO2 用燃着的木条检验
B 分离出KMnO4完全分解后混合物中的K2MnO4 过滤、洗涤、烘干
C 除去FeCl2溶液中混有的少量HCl 加入足量锌粒，过滤
D 区分羊毛线和腈纶线 灼烧后闻气味
A．A B．B C．C D．D
9．下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别涤纶和羊毛 取样，点燃，闻气味
B 除去中少量的Fe 加入过量稀盐酸
C 检验烧碱样品是否变质 取样，滴加无色酚酞溶液观察是否变色
D 分离氧化钙和氧化铜固体 加水溶解，过滤、洗涤、干燥
A．A B．B C．C D．D
10．为预防火灾危害，加油站应张贴的图标是
A． B． C． D．
二、非选择题
11．日常生活、社会发展都与化学密切相关。下表为某苦笋包装袋上的部分说明。
品名：苦笋包装材料：聚乙烯
每100g中所含营养物质 蛋白质/g 锌/mg 钙/mg 磷/mg 镁/mg 维生素C/mg 纤维素/g
2.6 0.33 9 64 1 5 1.8
(1)该包装材料聚乙烯【(C2H4)n】属于___________(填“无机”、“合成”或“复合”)材料，其中碳元素的质量分数为___________(保留小数点后一位)，生活中可通过___________的方法鉴别聚乙烯与聚氯乙烯。
(2)蛋白质是人体重要的能量来源，组成中除C、H、O外，还一定含有的元素是___________(填名称)。蛋白质属于有机高分子化合物，其___________(填“能”或“不能”)被人体直接吸收利用。
(3)钙元素是人体所需的___________(填“常量”或“微量”)元素，每袋(250g)苦笋中含钙元素的质量为___________ mg。处于生长发育期的青少年每天需适量补给钙元素，某补钙制剂其主要成分为碳酸钙，请写出碳酸钙中的阴离子符号___________，该补钙制剂摄入人体内，与胃酸发生反应的化学方程式为___________。
(4)维生素C(Vc)是一种水溶性维生素，高温易被破坏，在酸性环境下较稳定。Vc中碳、氢、氧元素的质量比为9：1：12，其相对分子质量为176，则Vc的化学式为___________。日常饮食中为更好地补给Vc，请就富含Vc食物的食用方式提出一条合理建议___________。
12．新能源汽车的普及和发展倍受关注。
(1)汽车烤漆工艺既能助力新能源汽车的美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是_______。
(2)充电桩给新能源汽车充电，是将电能转换成_______能。
(3)电池是电动汽车的灵魂，不同电池的部分性能指标如图1所示。其中含磷酸铁(FePO4)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)的锂电池具有轻便、能量密度高的突出优点。
①磷酸铁锂电池外壳常用的材料大体分为三种：塑料、钢壳和铝壳，其中属于合成材料的是_______，磷酸亚铁锂中，锂元素显+1价，则磷元素的化合价为_______。
②依据图1，锂电池优于镍氢电池的性能是_______。
(4)汽车废旧锂离子电池是“城市矿山”，回收利用方法有火法和湿法。磷酸铁锂电池湿法回收流程如图2所示。
①“预处理”拆解电池所得材料中含铁片、铜、铝、碳等。“酸浸”前，将材料粉碎宜在氮气氛围中进行，原因是_______，采用硫酸“酸浸”发生反应的化学方程式为_______(任写一个)。
②“除杂”后得Li2SO4溶液，加_______(写化学式)发生复分解反应可得碳酸锂沉淀。
③火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属，与湿法对比，火法的缺点是_______(写出一点)。
13．阅读科普短文，回答下列问题。
塑料方便了生活，但是由于难以降解也给环境带来了“白色污染”，危害人类的健康，寻找塑料的替代品已迫在眉睫。科学家从饱含淀粉质的玉米中制取乳酸（C3H6O3），再经过聚合反应生产出颗粒状高分子材料聚乳酸，被称为玉米塑料。提取玉米中的淀粉是该工艺的关键环节，玉米粒中70%以上为淀粉，科学家采用湿法（浸泡）提取玉米淀粉，在50℃时，相同浸泡液中（水、0.5%亚硫酸钠溶液、0.5%乳酸溶液按8：1：1配比），测定浸泡时间与玉米淀粉提取率的关系如图1。玉米塑料可替代塑料广泛应用于食品包装、一次性产品、工程、日用、农业、医疗等领域，它将变成盒子、瓶子和手机等产品。玉米塑料制品废弃后可被环境中的微生物完全分解，成为自然界碳循环的组成部分，如图2。
(1)玉米塑料属于____________（填“有机合成材料”或“复合材料”）
(2)由图1分析可知，浸泡时间与玉米淀粉提取率的关系是____________________。
(3)除了用石油为原料制塑料，石油也是获得能量的主要来源之一，石油主要含有碳、氢元素，石油不充分燃烧会产生______等污染物。使燃料充分燃烧可获得更多的能量并减少空气污染。生篝火时，为使木材燃烧更旺，将木材架空是为了_________________。
14．某品牌高钙牛奶中富含蛋白质、糖类、无机盐等营养物质，下列叙述正确的是_____
A蛋白质提供人体活动的主要能量
B牛奶属于溶液
C包装牛奶的塑料袋有热塑性
D高钙奶可以补钙，老年人缺钙容易引发________
15．PLA(聚乳酸)是一种新型可降解塑料，能有效缓解白色污染。为研究影响PLA降解的因素，某小组展开下列研究。
Ⅰ．认识PLA
利用富含淀粉的玉米制取乳酸()，再经反应生产得到PLA，因此PLA也被称为玉米塑料，玉米塑料在自然界中的循环如图1.
(1)依据图1可以看出PLA最终被降解成的物质是___________。
Ⅱ．探究PLA的合成
【实验1】玉米淀粉制备PLA时普遍采用的是湿法提取，浸泡是玉米淀粉提取工艺中的核心环节。小组同学在50℃时，500 mL的浸泡液中，测定浸泡时间与玉米淀粉提取率的关系如图2，有同学发现36小时后得到的玉米淀粉杂质较多。
(2)提取玉米淀粉时，浸泡时间最好控制在___________h．
Ⅲ．影响PLA降解的因素
【查阅资料】相对湿度是指某湿空气中所含水蒸气的质量与同温度和气压下饱和空气中所含水蒸气的质量比值，用于描述空气干湿程度。
【实验2】取30 g粉碎后的厨余垃圾(含微生物)，加入9 g PLA碎片充分混合后平均分为3份，分别加入锥形瓶中，实验装置如图3所示，实验条件如下表，放置30天后观察PLA的降解情况。
第1组 第2组 第3组
装置 敞口 密封 密封
相对湿度 80% 80% 60%
温度 58℃ 58℃ 58℃
PLA降解情况 不降解 降解率99% 降解率80%
(3)对照第1、2组实验，说明PLA在___________环境下可以降解。
(4)相对湿度对PLA降解的影响是___________。
【实验3】为探究温度对PLA降解的影响，设计实验方案。
(5)该实验方案为___________。
16．铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。
一、铁的应用与防护
(1)生活中我们常用铁锅炒菜，主要利用了铁良好的___________性。
(2)“暖宝宝”使用时，铁、氧气和水反应生成Fe(OH)3，该反应的化学方程式为___________。
(3)句容高铁建设中使用了大量钢材、塑料和碳纤维材料，上述材料中不涉及到的是___________(填序号)
A．金属材料 B．无机非金属 C．合成材料 D．复合材料
(4)钢轨使用了热轧带肋钢(螺纹钢)，其中含有少量Mn，MnO2和Al粉混合在高温下反应可得到Mn，该反应的化学方程式为___________。
(5)生铁和钢是铁的两种合金，“凡钢铁炼法，取生铁……火力到时，……取出加锤，炼成则钢。”写出反应的化学方程式为___________。
二、铁红(Fe2O3)的制备
用硫酸厂的炉渣(含有Fe2O3、FeO、SiO2、CaSO4)制备化工原料铁红的实验流程如下。
(6)酸溶时，加入过量稀H2SO4目的是___________。
(7)滤液中含有H2SO4、FeSO4和Fe2(SO4)3，加入Fe粉后全部转化为FeSO4，转化时除Fe与Fe2(SO4)3反应外，还发生反应的化学方程式为___________。
(8)写出空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2的化学方程式___________。
三、CO还原铁红的探究
上述流程中得到的铁红混有少量的FeCO3，用下图装置进行实验，测定Fe2O3的含量并对反应及产物进行探究。取37.8g样品置于装置A中，加热到300℃，测得B装置增重2.2g，得到A中剩余固体质量为a克，然后继续控制不同的温度对其加热，加热时测得剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示。
资料：①FeCO3隔绝空气加热至282℃开始分解，290℃分解完全，生成FeO和CO2。
②500℃时Fe2O3开始被还原，且温度不同时产物可能是Fe3O4、FeO、Fe。
③碱石灰吸收H2O和CO2。
(9)装配好实验装置后，先要___________，再加药品。
(10)样品中Fe2O3的质量为___________g。
(11)加热前后及过程中均需通入CO，加热后通CO的目的是除了防止生成的Fe被氧化外还有___________。
(12)图中M点为纯净物，对应的化学式___________。
(13)N点固体各成分对应的质量比为___________。
(14)样品完全反应后，B装置共增重的质量为___________。
《9.3新型材料的研制》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A D D D B B D A B
1．C
【详解】A、鉴别软水和硬水：加肥皂水 ，产生泡沫多浮渣少的为软水，反之，为硬水，选项正确；
B、鉴别羊毛线和腈纶线：灼烧后闻气味，有烧焦羽毛气味的为羊毛，选项正确；
C、 除去铜粉中含有的碳粉：在空气中灼烧 时，铜和碳都能与空气中的氧气反应生成氧化物，选项错误；
D、除去氧气中的水蒸气：通过盛浓硫酸的洗气瓶，利用浓硫酸的吸水性将水蒸气除掉，选项正确。
故选C。
2．A
【详解】合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶，制作风电叶片的材料之一为环氧树脂塑料，它属于合成材料，故选：A。
3．D
【详解】A、紫甘蓝的浸出液与紫色石蕊试液相似，遇到酸性溶液变红，遇到中性溶液不变色，遇到碱性溶液变蓝，所以用紫甘蓝的浸出液可以检验溶液的酸碱性，选项正确；
B、塑料袋的熔点较低，遇热易变形，所以用加热的方法给塑料袋封口，选项正确；
C、羊毛的主要成分是蛋白质，灼烧时产生烧焦羽毛味，而人造纤维灼烧时不产生烧焦羽毛味，所以用灼烧的方法可以鉴别羊毛和人造纤维，选项正确；
D、食盐水不与水垢中的碳酸钙等物质反应，而食醋可以与碳酸钙反应，所以除去水垢不能使用食盐水，应用食醋来除水垢，选项错误；
故选D。
4．D
【详解】A、生铁属于金属材料，该选项不符合题意；
B、特殊钢属于金属材料，该选项不符合题意；
C、铝合金属于金属材料，该选项不符合题意；
D、合成橡胶属于合成材料（有机合成高分子材料），该选项符合题意；
故选：D。
5．D
【详解】A、开发可生物降解的塑料产品，可减少白色污染，故做法正确；
B、分类回收和再利用塑料垃圾，循环使用塑料资源，可以减少污染，故做法正确；
C、减少外卖等商品的过度包装，可减少白色污染，故做法正确；
D、焚烧处理废弃塑料会产生大量的有害气体，污染空气，故做法错误。
故选D。
6．B
【详解】A、天然气是不可再生的能源，故选项说法错误；
B、碘是人体必需的微量元素，主要存在于海产品中，生活中常采用加碘盐来补充碘，故选项说法正确；
C、白色污染不是指白颜色的垃圾，而是指塑料污染，故选项说法错误；
D、脂肪是人体中重要的储能物质，缺乏糖类时，可以提供能量，不是没有用的，吃饭时要注意合理膳食，故选项说法错误。
故选：B。
7．B
【详解】A、盐酸和铁锈的主要成分氧化铁会发生反应，用盐酸可以除去铁制品表面的铁锈，不符合题意；
B、铝合金门窗变旧变暗后不能使用砂纸或钢丝球用力打磨，这样会除去致密的氧化膜，不利于铝的保护，符合题意；
C、购物时使用无纺布袋有利于减少塑料袋的使用，有利于减少“白色污染”，不符合题意；
D、汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源、减少污染，不符合题意。故选B。
【点睛】铝的化学性质活泼，但抗腐蚀能力强。是因为铝和氧气反应生成一层致密的氧化膜，对内部的铝有保护作用，保护氧化膜就是保护金属铝。
8．D
【详解】A．检验一瓶CO2，不能用燃着的木条检验，因为氮气等很多气体也不支持燃烧，应该用澄清石灰水，选项错误；
B．分离出KMnO4完全分解后混合物中的K2MnO4，不能过滤、洗涤、烘干，因为两者都极易溶于水，选项错误；
C．除去FeCl2溶液中混有的少量HCl，加入足量铁粒，过滤，用锌会引入新的杂质氯化锌，选项错误；
D．区分羊毛线和腈纶线，灼烧后闻气味，羊毛为动物纤维燃烧不会产生特殊的气味，腈纶为合成纤维燃烧会产生特殊的气味，正确。
故选：D。
9．A
【详解】A、涤纶（合成纤维）燃烧有烧塑料味，羊毛（蛋白质纤维）燃烧时有烧焦羽毛味，通过点燃闻气味可明确区分两者，此选项正确；
B、盐酸既能与铁反应，也能与氧化铁反应，过量的稀盐酸能除去氧化铁，此选项错误；
C、烧碱（NaOH）变质生成Na2CO3，两者溶液均呈碱性（酚酞变红），无法判断烧碱样品是否变质，此选项错误；
D、氧化钙与水反应会生成氢氧化钙，会改变原物质的成分，无法分离出氧化钙，不能达到分离目的，此选项错误。
故选：A。
10．B
【详解】A、该图为循环回收标志，该选项不符合题意；
B、该图为禁止烟火标志，加油站有易燃物品，应禁止烟火，该选项符合题意；
C、该图为节约用水的标志，该选项不符合题意；
D、该图为剧毒物标志，该选项不符合题意。
故选B。
11．(1) 合成 85.7% 取样灼烧，闻气味，有刺激性气味产生的是聚氯乙烯，反之，则为聚乙烯
(2) 氮元素 不能
(3) 常量 22.5
(4) C6H8O6 加醋、或凉拌等合理即可
【详解】（1）聚乙烯是塑料的一种，聚乙烯属于有机合成材料，其中碳元素的质量分数为；聚乙烯燃烧没有刺激新气味，聚氯乙烯燃烧有刺激新气味，现象不同，因此可以取样灼烧，闻气味，有刺激性气味产生的是聚氯乙烯，反之，则为聚乙烯；
故答案为：合成；85.7%；取样灼烧，闻气味，有刺激性气味产生的是聚氯乙烯，反之，则为聚乙烯；
（2）蛋白质中含有肽键，则一定含有的元素是氮元素，蛋白质属于有机高分子化合物，不能被人体直接吸收利用，需要在生物体内分解成氨基酸才能被吸收；故答案为：氮元素；不能；
（3）钙元素是人体所需的常量元素，每袋(250g)苦笋中含钙元素的质量为；碳酸钙中的阴离子是碳酸根离子，符号为;碳酸钙与胃酸中的盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：；
故答案为：常量；22.5；；；
（4）Vc中碳、氢、氧元素的质量比为9：1：12，其相对分子质量为176，1个Vc分子中碳原子个数为；氧原子个数为：；氢原子个数为：；
则Vc的化学式为C6H8O6，因为维生素C(Vc)是一种水溶性维生素，高温易被破坏，在酸性环境下较稳定，因此使用时可以加醋保持酸性条件，凉拌避免高温破坏。故答案为：C6H8O6；加醋、或凉拌等合理即可。
12．(1)隔绝氧气和水
(2)化学
(3) 塑料 +5 能量密度大
(4) 防止铜、铁、铝、碳被氧化 / Na2CO3 能耗高（合理即可）
【详解】（1）汽车烤漆工艺既能助力新能源汽车的美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是隔绝氧气和水。烤漆层可以防止车身与空气中的氧气和水接触，从而避免铁生锈；
（2）充电过程中，电能被存储在电池中，以化学能的形式保存；
（3）①塑料是通过化学方法合成的高分子材料，钢是铁的合金属于金属材料，铝是金属单质也属于金属材料。所以属于合成材料的是塑料；
在磷酸亚铁锂（LiFePO4）中，锂元素显+1价，铁元素显+2价，氧元素显-2价。设磷元素的化合价为x，则根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则，有：（+1）+（+2）+x+4（ 2）=0 解得：x=+5；
②根据图1，锂电池优于镍氢电池的性能是能量密度高。锂电池的能量密度更高，这意味着在相同体积或重量下，锂电池可以存储更多的电能；
（4）①“酸浸”前，将材料粉碎宜在氮气氛围中进行，是因为氮气是一种化学性质不活泼的气体，可以防止金属在粉碎过程中被空气中的氧气氧化；
采用硫酸“酸浸”时，铁片会与硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；铝片会与硫酸反应，生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：；
②“除杂”后得到Li2SO4溶液，加入碳酸钠（Na2CO3）可发生复分解反应，生成碳酸锂沉淀；
③火法回收是将电池拆解煅烧后提取金属，与湿法回收相比，火法的缺点是能耗高。火法回收需要高温煅烧，消耗大量能源，而湿法回收则相对节能。
13．(1)有机合成材料
(2)在12h-72h的浸泡时间内，淀粉提取率先增大后减小，在36h时玉米淀粉提取率最高。（合理即可）
(3) CO 增大木材与氧气的接触面积
【详解】（1）科学家从饱含淀粉质的玉米中制取乳酸，再经过聚合反应生产出颗粒状高分子材料聚乳酸，被称为玉米塑料，玉米塑料属于有机合成材料，故填：有机合成材料；
（2）图1可知，在12~36h提取率上升，之后缓慢下降，故填：在12h-72h的浸泡时间内，淀粉提取率先增大后减小，在36h时玉米淀粉提取率最高。（合理即可）；
（3）含碳元素、氢元素的燃料在不完全燃烧的情况下生成一氧化碳、炭黑、有毒的碳氢化物等物质，一氧化碳属于空气污染物，故填：CO；
木材架空会有更大的接触面积，能够使燃烧更充分，故填：增大木材与氧气的接触面积。
14． C 骨质疏松
【详解】A、提供人体活动主要能量的物质是糖类，蛋白质主要作用是为人体合成新蛋白质提供氨基酸，故选项错误；
B、牛奶属于乳浊液，故选项错误；
C、牛奶常用塑料袋包装，聚乙烯塑料无毒，可用来生产食品袋，保鲜膜，聚乙烯属于热塑性，即包装牛奶的塑料袋有热塑性，故选项正确；
D、高钙奶可以补钙，老年人缺钙容易引发骨质疏松，故填：骨质疏松。
故选：C。
15．(1)二氧化碳和水
(2)36
(3)密封
(4)相同条件下，密封装置中相对湿度越大，PLA降解率越高
(5)把3gPLA碎片与10g粉碎后的厨余垃圾（含微生物），加入图3装置内进行密封，控制相对湿度为80%，温度为40℃，30天后观察PLA的降解情况，与第2组实验对比
【详解】（1）由图1可知，PLA最终被降解成的物质是二氧化碳和水；
（2）由图2可知，提取玉米淀粉时，浸泡时间最好控制在36h，此时淀粉提取率最高；
（3）第1、2组实验中，第1组实验装置敞口，第2组实验装置密封，其他因素相同，第1组实验不降解，第2组实验降解率99%，说明PLA在密封环境下可以降解；
（4）第2、3组实验，相对湿度不同，其他因素相同，可以探究相对湿度对PLA降解的影响，由表中数据可知，相对湿度对PLA降解的影响是：相同条件下，密封装置中相对湿度越大，PLA降解率越高；
（5）探究温度对PLA降解的影响，根据控制变量法，温度不同，其他因素相同，则设计实验方案为：把3gPLA碎片与10g粉碎后的厨余垃圾（含微生物），加入图3装置内进行密封，控制相对湿度为80%，温度为40℃，30天后观察PLA的降解情况，与第2组实验对比。
16．(1)导热
(2)
(3)B
(4)
(5)
(6)使炉渣中的氧化铁和FeO完全反应
(7)
(8)
(9)检查装置的气密性
(10)32
(11)使反应生成的CO2被B中碱石灰完全吸收
(12)FeO
(13)45：28/28：45
(14)30.8g
【详解】（1）生活中我们常用铁锅炒菜，主要利用了铁良好的导热性；
（2）铁、氧气和水反应生成氢氧化铁，该反应的化学方程式为：；
（3）A、钢是铁的合金，属于金属材料，不符合题意；
B、上述材料中没有涉及无机非金属材料，符合题意；
C、塑料是三大合成材料之一，不符合题意；
D、碳纤维是由无机非金属材料和有机高分子材料复合而成，属于复合材料，不符合题意。
故选B；
（4）钢轨中含有少量锰、二氧化锰和铝，高温下可反应得到锰，故应是铝和二氧化锰发生了反应，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Al、Mn、O，生成物中含Mn，故生成物中还应含Al、O，故还生成了氧化铝，该反应的化学方程式为：；
（5）生铁和钢是铁的两种合金，生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，故用生铁炼钢，是降低生铁中的含碳量，发生反应为碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（6）炉渣中含氧化铁、氧化亚铁、二氧化硅和硫酸钙，加入过量稀硫酸，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，故加入过量稀硫酸的目的是：使炉渣中的氧化铁和氧化亚铁完全反应；
（7）加入铁粉后，还会发生铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：；
（8）空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2，空气中的氧气应参与了反应，该反应的化学方程式为：；
（9）该实验过程中，有气体生成，故装配好实验装置后，先要检查装置的气密性，再加入药品；
（10）B装置增加的质量为FeCO3反应生成二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为：2.2g
解：设样品中FeCO3的质量为x
x=5.8g
则样品中氧化铁的质量为：37.8g-5.8g=32g；
（11）加热后通CO的目的是除了防止生成的Fe被氧化外还有使反应生成的CO2被B中碱石灰完全吸收；
（12）图中M点为纯净物，碳酸亚铁隔绝空气加热分解生成FeO和二氧化碳，故M点时一氧化碳和氧化铁反应生成的固体也是FeO，故M点对应物质的化学式为：FeO；
（13）由图可知，G点时，固体质量不再减少，说明此时固体为铁，则N点为FeO和Fe的混合物，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则M点FeO中铁元素的质量与最后生成铁的质量相等，则M点FeO的质量为：
设N点时，固体中铁的质量为m
m=11.2g
则N点时固体中FeO的质量为：29.2g-11.2g=18g，则N点固体中FeO和Fe的质量比为：18g：11.2g=45:28；
（14）解：设一氧化碳和氧化铁反应，最后生成二氧化碳的质量为n
n=26.4g
由以上分析可知，样品中碳酸亚铁的质量为5.8g，碳酸亚铁分解生成二氧化碳的质量为2.2g，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则碳酸亚铁加热分解生成FeO的质量为：5.8g-2.2g=3.6g
设一氧化碳和碳酸亚铁反应生成的FeO反应生成二氧化碳的质量为w
w=2.2g
则样品完全反应后，B装置共增重的质量为：26.4g+2.2g+2.2g=30.8g。(共24张PPT)
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物质鉴别与除杂：核心方法与原则
常见物质鉴别方法
软水 vs 硬水
加入肥皂水：泡沫多为软水，泡沫少为硬水
天然纤维 vs 合成纤维（腈纶）
灼烧闻味：有烧焦羽毛味为羊毛，特殊气味为腈纶
聚乙烯(PE) vs 聚氯乙烯(PVC)
灼烧：无特殊气味为PE，有刺激性气味为PVC
除杂三原则
不增
不引入新的杂质
不减
不减少原物质的量
易分
杂质与原物质易分离
核心总结：利用物质特性进行鉴别，遵循“不增、不减、易分”进行科学除杂
物质鉴别与除杂：找出错误方案
题目：下列有关物质的鉴别或除杂所用试剂或方法中，哪一项是不正确的？
A. 鉴别软硬水
方法：加入肥皂水振荡
B. 鉴别毛/腈纶
方法：灼烧后闻气味
C. 除铜粉中碳粉
方法：在空气中灼烧
D. 除氧气中水蒸气
方法：通过浓硫酸洗气瓶
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互动题目 2：风电叶片材料辨析
题干：制作风电叶片的材料之一为环氧树脂塑料，它属于下列哪一类材料？
A. 合成材料
B. 金属材料
C. 复合材料
D. 非金属材料
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互动题目 3：实验方法的合理性判断
检验、鉴别、除杂与分离是研究及获得物质的重要方法，下列实验方法能达到实验目的的是？
选项 实验目的 实验方法
A 检验一瓶CO 用燃着的木条检验
B 分离KMnO 完全分解后混合物中的K MnO 过滤、洗涤、烘干
C 除去FeCl 溶液中混有的少量HCl 加入足量锌粒，过滤
D 区分羊毛线和腈纶线 灼烧后闻气味
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关卡二：材料大观园
探索金属、塑料与纤维的微观奥秘
解锁材质特性，开启材料科学之旅
READY TO START · 准备进入下一环节
材料特性与应用：常见分类与核心解析
金属材料
包含铁、铜、铝及其合金。具有优良的导电性、导热性和延展性，是工业制造与结构支撑的基础。
有机高分子材料
包含塑料、合成纤维及橡胶。分为热塑性（可反复塑形）和热固性（成型后不熔）两类，特点是质轻耐腐蚀。
复合材料
由两种以上不同性质材料复合而成。结合各组分优点，性能更优异（高强、质轻），广泛用于航空航天等高端领域。
核心洞察：材料的微观结构决定宏观特性，复合材料是材料科学性能突破的关键方向。
互动题目：识别汽车中的有机高分子材料
汽车中部分构件的材料如下，其中属于有机高分子材料的是？
A. 气缸体
—— 生铁 (金属材料)
B. 车体
—— 特殊钢 (金属材料)
C. 发动机
—— 铝合金 (金属材料)
D. 轮胎
—— 合成橡胶 (高分子)
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核心知识点：合成橡胶属于有机高分子材料，而生铁、钢、铝合金均为金属材料
互动题目 2：牛奶营养成分与性质辨析
题干：某品牌高钙牛奶中富含蛋白质、糖类、无机盐等营养物质，下列叙述正确的是？
A. 蛋白质提供人体活动的主要能量
B. 牛奶属于溶液
C. 包装牛奶的塑料袋有热塑性
D. 高钙奶可补钙，老人缺钙易引发________
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互动题目 3：磷酸铁锂电池材料与化合价计算
题干：磷酸铁锂电池外壳常用材料为塑料、钢壳和铝壳，其中属于合成材料的是？磷酸亚铁锂(LiFePO )中锂(Li)显+1价，则磷(P)元素的化合价为？
A. 塑料, +3
B. 钢壳, +4
C. 塑料, +5
D. 铝壳, +5
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关卡三：环保小卫士
科技赋能环保 · 探索材料循环新可能
材料循环利用
推动金属、塑料、纤维的高效回收与再生，让资源生生不息
攻克白色污染
研发高性能可降解材料，从源头替代传统塑料，守护生态环境
环境友好研发
坚持绿色化学理念，打造全生命周期低排放、低污染的新材料体系
守护地球，从每一份新材料开始
新材料与环境：PLA 玉米塑料破解白色污染
白色污染困境
传统塑料难以降解，在土壤和海洋中残留数百年，破坏生态平衡，造成严重的环境负担。
环保替代方案：PLA
科学家开发了可降解生物基塑料——聚乳酸(PLA)，以玉米等农作物为原料，是理想的环保替代品。
全生命周期零负担
使用后可在自然环境中完全降解为二氧化碳和水，重新参与自然界的碳循环，真正实现环境友好。
循环闭环示意图：
展示了玉米从光合作用固碳，到提取淀粉、制备乳酸，最终合成PLA产品并回归自然的全过程。
助力“双碳”目标，守护绿色地球
绿色循环：从玉米田到餐桌上的餐具，让每一次使用都成为对自然的温柔承诺
互动题目：2024世界地球日“全球战塑”行动
题干：每年的4月22日是世界地球日，2024年的主题为“全球战塑”，下列做法与该主题不相符的是？
A
开发可生物降解的塑料产品
B
分类回收和再利用塑料垃圾
C
减少外卖等商品的过度包装
D
填埋或焚烧处理废弃的塑料
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互动题目 2：PLA 可降解塑料的最终归宿
题干：PLA（聚乳酸）是新型可降解塑料。科学家从玉米制取乳酸聚合得到PLA。根据下图，PLA最终被降解成的物质是？
解题思路：
仔细观察循环图中“降解、堆肥”环节。聚乳酸产品在微生物作用下降解，最终产物会回归大气和土壤，参与下一轮光合作用。
A. 淀粉和乳酸
B. 二氧化碳和水
C. 聚乳酸产品
D. 土壤中的微生物
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互动题目 3：PLA 降解影响因素实验分析
实验设计：取30g厨余垃圾（含微生物）+9g PLA碎片，放置30天。请对照表格中第1、2组实验数据，判断PLA降解的关键影响因素是？
组别 装置条件 相对湿度 温度 PLA降解情况
第1组 敞口 80% 58℃ 不降解
第2组 密封 80% 58℃ 降解率99%
第3组 密封 60% 58℃ 降解率80%
A. 高温环境
PLA在高温下可降解
B. 高湿度环境
PLA在高湿度下可降解
C. 微生物环境
有微生物时可降解
D. 密封环境
PLA在密封下可降解
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关卡四：综合大挑战
综合运用环保知识 · 攻克复杂难题 · 冲刺终极荣誉
知识体系回顾
场景实战演练
挑战成果验收
点击开启挑战之旅
综合分析与计算：材料回收与制备
废旧电池回收
通过湿法或火法工艺，高效回收其中的锂、钴、镍等有价金属，实现变废为宝与资源再生。
化工原料制备
利用工业废渣（如炉渣），通过酸溶、过滤、转化等步骤制备铁红(Fe O )，变废为宝。
图1：废旧电池湿法回收工艺流程
图2：利用炉渣制备铁红工艺流程
互动题目：聚乙烯的性质辨析
题干：苦笋包装袋上的部分说明显示，包装材料为聚乙烯【(C H )n】。下列说法正确的是？
A.聚乙烯属于复合材料
B.C的质量分数约为85.7%
C.可通过观察颜色鉴别
D.由碳和氢气组成
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互动题目 2：废旧锂电池湿法回收
题干：磷酸铁锂电池湿法回收流程中，“酸浸”前将材料粉碎宜在氮气氛围中进行，原因是什么？
核心考点提示
氮气（N ）是惰性气体，化学性质稳定，通常用作保护气。在高温或机械加工过程中，防止活性金属与空气发生反应。
A. 加速粉碎
氮气无催化作用
B. 防止粉尘爆炸
粉碎粉尘虽易燃，但非主因
C. 防止金属氧化
保护铁铜铝等活性金属
D. 作为反应物
氮气化学性质稳定
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互动题目 3：铁红制备工艺之酸溶原理
铁红(Fe O )是一种重要的化工原料。用硫酸厂的炉渣（含有Fe O 、FeO等）制备铁红的流程中，“酸溶”时加入过量稀H SO 的目的是什么？
A. 使炉渣快速溶解
B. 中和炉渣中的碱性物质
C. 使铁氧化物完全反应，提高浸出率
D. 防止后续生成的FeSO 被氧化
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恭喜你，闯关成功！
你已经成功掌握了新型材料的核心知识！让我们一起回顾一下今天的收获：
物质鉴别
学会了多种物质的鉴别方法，掌握区分技巧。
材料分类
深入了解金属材料、有机高分子材料和复合材料的特性。
环保材料
认识了可降解塑料PLA，理解绿色化学的环保意义。
综合应用
能够运用所学知识分析材料回收和制备的完整流程。
化学就在我们身边，新材料的发展将继续深刻地改变我们的世界。希望你能保持好奇心，不断探索！
恭喜闯关成功！
“探索新型材料的奥秘”挑战圆满完成
结束课程
感谢你的专注与投入，展现了出色的科学思维！期待下次探索。

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