2019届高考化学一轮复习 第十一章 第3讲 化学与材料的制造和应
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1．当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000℃以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是( )
A．塑料 B．合成纤维
C．新型陶瓷和碳纤维的复合材料 D．镁铝合金
解析：选C。制作保护层的材料应该具有硬度高、熔点高，机械性能强等性质，只有C项符合要求。
2．化学与生活、生产、社会关系密切。下列叙述正确的是( ) A．铁制管道涂铝粉可防锈蚀 B．黑色铅笔芯的主要成分是铅 C．焊锡中加铅的目的是提高熔点 D．长期饮用纯净水有利于身体健康
解析：选A。铁制管道涂铝粉，形成原电池时铁作为正极得到保护，A对；黑色铅笔芯的主要成分是炭，B错；焊锡中加铅的目的是降低熔点，C错；长期饮用纯净水，机体获取的无机盐、矿物质等营养元素较少，不利于身体健康，D错。
3．下列说法正确的是( )
A．普通玻璃的主要成分是纯碱、石灰石和二氧化硅
B．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” C．半导体行业中有一句话“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅 D．我国自行研制的“神九”航天服是由新型“连续纤维增韧”材料做成的，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，它是一种新型无机非金属材料
解析：选D。普通玻璃是由纯碱、石灰石和二氧化硅反应制得的，主要成分为Na2SiO3、CaSiO3，A错；光导纤维的主要成分为SiO2，B错；计算机芯片的材料是单质硅，C错。
4．下列有关生活和生产中化学知识的描述正确的是( ) A．合金材料中不可能含有非金属元素
B．日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染” C．“天宫一号”使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料
D．生铁炼钢时须除去生铁中的碳，以避免因钢铁中含有碳而发生电化学腐蚀
解析：选B。合金可以由金属单质和金属单质或金属单质和非金属单质构成，A错；碳纤维是一种复合材料，不是新型有机高分子材料，C错；生铁炼钢的过程中，含碳量减少，但碳不能被完全除去，D错。
5．下列有关金属材料的说法正确的是( )
A．纳米铜能在氧气中燃烧，说明了纳米铜比普通铜的还原性强
B．“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆，该特种钢缆属于金属材料 C．电解制得的金属镁在氮气氛围内冷却
D．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝
解析：选B。纳米铜和普通铜的还原性强弱相同，A错；电解得到的金属镁可以在不与其反应的气体(如He)氛围内冷却，但镁能与氮气反应，C错，焦炭不能还原氧化铝，工业上用电解法制备铝，D错。
6．下列说法中，正确的是( )
A．工业上金属Mg、Na都是由电解其相应氯化物的水溶液制得的 B．日用铝制品表面覆盖的氧化膜，对内部金属起保护作用 C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．为测定熔融氢氧化钠的导电性，可将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化
解析：选B。A项，工业上金属Mg、Na都是通过电解其相应的熔融氯化物得到的；B项，铝制品表面的氧化膜能够保护内部金属；C项，NO在空气中能与O2化合为NO2；D项，石英的主要成分为SiO2，NaOH能与SiO2反应，熔融氢氧化钠固体应选用铁坩埚。
7．材料是人类赖以生存和发展的物质基础，与信息和能源一起成为当代文明的三大支柱。
(1)人类最早使用的金属是________，该金属在潮湿的空气中锈蚀生成________________________(填化学式)，反应的化学方程式为________________________________________。
(2)陶瓷属于________材料，生产陶瓷的主要原料为________，烧制陶瓷的主要工艺条件是____________和______________。
(3)生产水泥的设备为________，水泥砂浆是____________________的混合物，常用作建筑用黏合剂。
(4)陶瓷可与多种材料组合成复合材料，隔热陶瓷瓦是由________和________复合而成的材料，金属陶瓷复合材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，其中基体为________________，增强体为________________。
解析：(1)人类最早使用的金属是Cu，在潮湿的空气中铜锈蚀的化学方程式为2Cu＋O2
＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。(2)陶瓷属于硅酸盐(或无机非金属)材料，生产陶瓷的原料是黏土，烧制陶瓷的主要工艺条件是温度和气氛。(3)生产水泥的设备为水泥回转窑，水泥砂浆是水泥、沙子和碎石的混合物，常用作建筑用黏合剂。(4)隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料，金属陶瓷复合材料中基体为金属，增强体为陶瓷。
答案：(1)Cu Cu2(OH)2CO3 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)硅酸盐(或无机非金属) 黏土 温度 气氛 (3)水泥回转窑 水泥、沙子和碎石 (4)纤维 陶瓷 金属 陶瓷
8．硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题： (1)硅原子的结构示意图为________。
(2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是________。
①长江三峡水泥大坝 ②光导纤维 ③陶瓷坩埚 ④普通玻璃 ⑤硅太阳能电池 A．①②③ C．②③④
B．③④⑤ D．①③④
(3)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6℃，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是________；用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因：____________________。
解析：(1)硅原子的结构示意图为。(2)玻璃、陶瓷、水泥属于硅酸盐产品。
制作光导纤维的材料是SiO2，制造硅太阳能电池的主要材料是Si。(3)SiCl4为液态，在空气中冒白雾，是因为SiCl4发生水解：SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl，HCl遇水蒸气产生白雾。因此要得到高纯度SiCl4，考虑到其沸点较低且易水解，故应在干燥条件下蒸馏。
答案：(1) (2)D
(3)在干燥条件下蒸馏 SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl，HCl遇水蒸气产生白雾 9．普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损、严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是__________________________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为________________________。
(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是______________________；
②喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理________________，________________。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
900℃
① FeTiO3＋ C＋ Cl2===== TiCl4＋ FeCl3＋ CO 1 000～1 400℃
② TiCl4＋ O2=============== TiO2＋ Cl2
解析：(1)明矾是强酸弱碱盐，水解显酸性，碳酸钙可以防止纸张的酸性腐蚀，是因为其能与氢离子反应。(2)纤维素在碱性条件下也可能水解，故过量的碱也会污损纸质文物。(3)根据氧化还原反应的知识进行配平，化合价升降相等。
答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素发生水解，使高分子链断裂 CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O
(2)①过量的碱也可能会导致纤维素水解，造成纸质文物污损 ②Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6↑ ZnO＋2H===Zn＋H2O (3)①2 6 7 2 2 6 ②1 1 1 2
10．金属钛(Ti)因具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，被誉为“未来金属”。常温下钛不和非金属、强酸反应，加热至红热时，能与常见的非金属反应。工业上由钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下：
＋
2＋
＋
2＋
(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段，上述工艺中涉及的有________、金属的精炼；没有涉及的一个阶段是________；生铁实际上属于铁、________等元素形成的合金。若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体，请分别写出反应①、②的化学方程式：___________________________、________________________________。
(2)生产中，碳除了作还原剂还原金属矿物外，另一个重要作用是________；反应③是在氩气的环境中进行，目的是__________________________，如何从反应③后的固体中获得金属钛：_____________________________________。
解析：(1)反应①、②中生成的可燃性气体是CO，①中除CO外还有单质铁、TiO2生成；
②中产物只有CO、TiCl4两种。(2)因上述冶炼均需要在高温下进行，故碳的另一个作用就是燃烧，提供反应所需要的热能。反应③结束后，固体物质为钛、镁、MgCl2的混合物，结合题目信息知加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及MgCl2，然后过滤得到钛。
高温
答案：(1)矿石中金属元素的还原 矿石的富集 碳 FeTiO3＋C=====Fe＋TiO2＋CO↑ △
TiO2＋2Cl2＋2C=====TiCl4＋2CO
(2)作燃料，提供反应所需要的热能 防止钛、镁被空气氧化 向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸)，充分反应后过滤，洗涤，干燥
11．联合钢铁工业利用铁矿石炼钢的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
(1)工业上冶炼生铁的设备A的名称是________________，设备B的名称是__________________。
(2)高炉炼铁中焦炭的作用是______________________，发生反应的化学方程式为______________________。
(3)炼铁时需要用到石灰石，其作用是________，发生反应的化学方程式为__________________________。
(4)利用赤铁矿冶炼铁的反应方程式为________________________，发生在设备A的______________________部分。
(5)工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是__________________。 (6)炼钢过程中添加合金材料的作用是__________________________。 答案：(1)高炉 炼钢炉
点燃高温
(2)提供热量和生成还原剂 C＋O2=====CO2、CO2＋C=====2CO 高温
(3)作溶剂，除脉石，形成炉渣 CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑ 高温
(4)Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2 炉身 (5)使反应更加剧烈，并获得更多的热量 (6)作脱氧剂，调整钢水的成分
12．材料：在人类生产、生活和科学研究中具有广泛的用途，而化学与材料的制备有着密切的关系。
(1)传统硅酸盐材料是无机非金属材料，其中需要经过原料混合→成型→干燥→烧结→冷却等工序的是________，工业生产玻璃的化学方程式为______________________(写出一
2019届高考化学一轮复习 第十一章 第3讲 化学与材料的制造和应用课时训练 新人教版
