高考化学一轮复习 第十三章 化学与技术 第43讲 化学与材料的制造和应用知能演练轻松闯关-人教版高三化学试题

第43讲化学与材料的制造和应用1．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是()①以含硅物质作为原料②主要产物是硅酸盐③反应条件是高温④反应原理是复杂的物理变化和化学变化A．只有①③ B．只有②③C．①②③④ D．只有③④[导学号32390525]解析：选C。传统陶瓷多是将黏土与水的混合物通过高温烧结制成。其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故①②③④正确，应选C。2．(2016·山东聊城高三月考)下列有关生铁炼钢的叙述错误的是()A．添加必要的元素，改善钢材的组织结构和性能B．适当降低生铁中的含碳量，除去大部分硫、磷等杂质C．加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D．除去生铁中的非金属元素[导学号32390526]解析：选D。生铁炼钢只能降低生铁中的含碳量，而不能全部除去，故D错。3．石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，可能用到上述原料的是()①炼铁②炼钢③从海水中提取镁④铝的冶炼⑤制水泥⑥制玻璃⑦制漂白粉⑧烧制陶瓷A．①②⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑥⑦C．③④⑤⑥⑦⑧ D．全部[导学号32390527]解析：选B。解答本题时注意以下三点：(1)炼铁、制水泥、制玻璃要用石灰石作原料；(2)炼钢要用生石灰除硫、磷；(3)从海水中提取镁、制漂白粉要用熟石灰。4．有许多单质或化合物易溶于含同一元素的盐(或酸)溶液中，也可溶于其熔融体(或液体)中，如I2易溶于KI溶液，硫易溶于K2S溶液，KF易溶于液态HF中。下列工业生产应用了上述溶解原理的是()A．炼铝 B．高炉炼铁C．工业上制烧碱 D．工业上制硝酸[导学号32390528]解析：选A。炼铝时为了降低Al2O3的熔点，加入熔点低的冰晶石(Na3AlF6)，就是利用上述原理，只有A符合。5．下列叙述正确的是()①工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)需要在高温、空气气氛中进行②建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料③夏天人们使用由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛④太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A．①②③ B．①②④C．③④ D．②④[导学号32390529]解析：选D。合成Si3N4应隔绝空气，防止生成SiO2，①错；Cu2O制造红色玻璃，变色眼镜中添加的是AgBr，③错。6．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．电解制得的金属镁必须在氮气氛围内冷却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[导学号32390530]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，C错；焦炭不能还原氧化铝，工业上用电解法制备铝，D错。7．下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆；②改变金属内部结构；③保持金属表面干燥；④在金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，其中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()A．①②③④ B．①③④⑤C．①②④⑤ D．①②③④⑤[导学号32390531]解析：选D。①金属表面涂抹油漆，正确，如在金属护栏上涂油漆；②改变金属内部结构，正确，如将钢中加入铬，制成不锈钢；③保持金属表面干燥，正确，因为这样没有电解质溶液而不会形成原电池，腐蚀速率变慢；④在金属表面进行电镀，正确，如在铁的表面镀锌等；⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜，正确，如利用化学方法在钢铁表面发蓝，使铁的表面生成四氧化三铁薄膜。8．精细陶瓷(又称为特种陶瓷)在现代科技中的应用前景很广。以SiO2加少量PdCl2研磨成极细的颗粒，经高温烧结制成多孔烧结体，具有半导体的性质。它具有相当大的比表面积，将它和电子组件及仪表组成“电子鼻”，被称为“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度只有十万分之一也能“嗅”出。关于“电子鼻”的下列叙述中不正确的是()A．“电子鼻”大大突破了人的嗅觉B．“电子鼻”吸附气体的能力极强C．“电子鼻”可广泛应用于易燃、易爆、有毒气体的自动检测和报警D．“电子鼻”易溶于水[导学号32390532]解析：选D。“电子鼻”能够“嗅”到人嗅不到的物质，所以它大大突破了人的嗅觉极限；它的原理是其表面积极大，容易吸附气体，这样才能检测气体；由于它能够吸附气体，所以它应能够检测到易燃、易爆及有毒的气体。从“电子鼻”所用的原料来看，烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料，所以应难溶于水。9．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[导学号32390533]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。10．下列是工业上用钛铁矿(精矿)制取金属钛的生产流程：请回答下列问题：(1)已知钛铁矿溶于稀硫酸是非氧化还原反应，溶液A中除含有Ti4＋、TiO2＋外，主要还含有的阳离子有________________(填离子符号)。(2)检验溶液中含有Fe3＋的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)说明溶液B生成钛酸沉淀的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知TiO2反应生成TiCl4时，产物中还有一种可燃性气体，则其化学反应方程式为______________________________；还原剂是________________。(5)压电陶瓷的主要成分是钛酸钡(BaTiO3)，它可以用碳酸钡与二氧化钛的高温下反应制得，其化学反应方程式为________________________________________________________________________。(6)由TiCl4制取Ti的反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[导学号32390534]解析：(1)钛铁矿粉中的Fe2O3杂质、FeTiO3均能跟稀硫酸反应：Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O，FeTiO3＋3H2SO4=Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O(或FeTiO3＋2H2SO4=TiOSO4＋FeSO4＋2H2O)；溶液A中除含有Ti4＋、TiO2＋外，主要还含有的阳离子有Fe2＋、Fe3＋、H＋。(2)检验Fe3＋最常用的试剂为KSCN溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe3＋，否则不含。(4)由题意可写出化学反应方程式：TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(1000～1100K))TiCl4＋2CO，氧化剂为Cl2，还原剂是C。答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋(2)加入KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe3＋，否则不含(答案合理即可)(3)Ti4＋(或TiO2＋)的水解程度大且水解时吸热，加水稀释和加热都促进了Ti4＋(或TiO2＋)的水解(4)TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(1000～1100K))TiCl4＋2COC(5)BaCO3＋TiO2eq\o(=,\s\up7(高温))BaTiO3＋CO2↑(6)TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(1070K))2MgCl2＋Ti11．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________。[导学号32390535]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空气用量。(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)CuCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3(2)硅酸盐(或无机非金属)黏土温度空气用量(3)水泥回转窑水泥、沙子和碎石(4)纤维陶瓷金属陶瓷12．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：(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：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[导学号32390536]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。答案：(1)矿石中金属元素的还原矿石的富集碳FeTiO3＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Fe＋TiO2＋CO↑TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=,\s\up7(△))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13．普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂覆明矾的工艺，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