优化探究高考化学总复习 第三章 化学与材料的制造和应用课时作业（选修2）.doc

化学与材料的制造和应用1材料是人类生存和社会进步的物质基础，不同的材料功能各不相同。以下都是有关材料的内容，试根据所给内容回答问题。(1)有机高分子材料形式多样，abs树脂广泛用于制造电讯器材、汽车、飞机零部件和各种仪器的外壳，它的结构可以表示为：试写出对应单体的结构简式chch2cn、_、_。(2)高分子吸水树脂可以由聚乙烯醇()和聚丙烯酸盐()交联得到。从结构上看，该高分子吸水材料具有吸水性，因为它们都具有_基团。2光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，目前国内光缆生产厂家约200家，大部分靠买进口光纤预制棒来生产光缆。(1)光纤预制棒跟光导纤维的成分相同，那么光纤预制棒的化学成分是_。(2)如果把光缆裸露在碱性土壤中，结果会短路，用离子方程式说明原因_。(3)下列说法正确的是_。a石英和普通玻璃都是硅酸盐制品b二氧化硅是良好的半导体材料c工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品d石英与二氧化碳中的化学键相同(4)石英可以制备各种各样的陶瓷制品，如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等。写出氮化硅的化学式_，工业上用石英、焦炭、氮气在高温条件下制备氮化硅，写出反应的化学方程式_。解析：(1)光导纤维的主要成分是二氧化硅。(2)二氧化硅与碱反应生成可溶性的硅酸盐。(3)石英的主要成分是二氧化硅，故石英不是硅酸盐；晶体硅是半导体材料，二氧化硅不是半导体材料；盐酸与二氧化硅不反应，工艺师用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品；二氧化硅和二氧化碳中的化学键都是共价键。(4)氮化硅中氮为3价，硅为4价，故其化学式为si3n4。答案：(1)sio2(2)sio22oh=sioh2o(3)d(4)si3n43sio22n26csi3n46co3材料在人类生产、生活和科学研究中具有广泛和用途，而化学与材料的制备有着密切的关系。(1)传统的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_。(2)下列属于新型无机非金属材料的是_。a光学玻璃b混凝土c单晶硅 d光纤(3)自然界中的金属元素多以化合物的形式存在于天然矿物中。根据不同金属的性质，金属冶炼可采用不同的方法，如冶炼铝的方法是_法；用化学方程式表示冶炼铁的原理：_(写一个)，从氧化铬中还原出铬并能产生大量热量的反应方程式是_。(4)pafcalfe(oh)ncl6nm是应用广泛的高效净水剂，下列关于pafc的说法中正确的是_。apafc是一种新型的有机高分子材料bpafc中fe显2价cpafc在强酸性和强碱性溶液中均会失去净水作用dpafc溶于水能电离出oh，它是一种碱解析：(1)传统硅酸盐材料主要是指玻璃、水泥、陶瓷等。(2)由单晶硅与光纤的用途、组成知它们是新型无机非金属材料。(3)常采用电解法冶炼铝，热还原法冶炼铁。(4)由正负化合价的代数和为零知，alfe(oh)ncl6nm，中铁为3价；由alfe(oh)ncl6nm的组成知它是一种新型无机材料；在强酸性溶液中fe3、al3的水解会受到抑制，无法形成相应的胶体，在强碱性溶液中则会形成fe(oh)3、al(oh)3沉淀，这样就失去了净水功能。答案：(1)陶瓷(2)cd(3)电解fe2o33co2fe3co2(其他合理答案也可)cr2o32alal2o32cr(4)c4钢铁是目前人类使用最广泛的材料之一。回答下列各题：(1)铁的氧化物中具有磁性(能吸引铁单质)的是_(填化学式)，若炼铁过程中使用的还原剂是一氧化碳，则用具有磁性的铁的氧化物冶炼铁的化学方程式是_。(2)工业生产中用铁矿石冶炼金属铁的主要方法是_，用生铁炼钢的主要方法是_。(3)炼铁的原料有铁矿石、焦炭和石灰石等，其中起熔剂作用的是_。目的是除去铁矿石中的_。(4)将生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是适当降低_，除去大部分_等有害杂质。解析：(1)铁的氧化物有feo、fe2o3和fe3o4等，其中fe3o4具有磁性。工业炼铁时，高温下一氧化碳将铁的氧化物还原为铁，一氧化碳被氧化为二氧化碳。(2)目前工业炼铁、炼钢采用的方法多为高炉炼铁和转炉炼钢。(3)高炉炼铁的原料中必须有合适比例的石灰石，其作用是作为杂质的熔剂，除去铁矿石中的脉石(主要成分为二氧化硅)，使其转化为熔点比较低的硅酸钙。(4)由于冶炼铁时采用焦炭，故生铁中含有一定量的碳元素，钢中碳的含量很低，而且钢中要求不含硫、磷等元素。答案：(1)fe3o4fe3o44co3fe4co2(2)高炉炼铁转炉炼钢(3)石灰石脉石(4)生铁中碳的含量硫、磷5用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下：请回答下列问题：(1)操作、操作、操作都用到的玻璃仪器有_。(2)写出由溶液b生成al(oh)3的离子方程式：_。(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为：_。(4)生产过程中，除naoh、h2o可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_(填化学式)。用此法制取铝的副产品是_(填化学式)。解析：(1)操作、操作、操作都是过滤，过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)naal(oh)4溶液中通入co2生成al(oh)3沉淀和na2co3，其离子方程式为2al(oh)4co2=2al(oh)3coh2o。(3)只有电解熔融al2o3的反应属于氧化还原反应。(4)生成的caco3受热分解得到cao、co2，可见cao、co2可循环使用。操作所得的fe2o3和电解熔融al2o3得到的o2为副产品。答案：(1)烧杯、普通漏斗、玻璃棒(2)2al(oh)4co2=2al(oh)3coh2o(3)2al2o3(熔融)4al3o2(4)cao和co2fe2o3和o26由黄铜矿(主要成分是cufes2)炼制精铜的工艺流程示意图如下： (1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 左右，黄铜矿与空气反应生成cu和fe的低价硫化物，且部分fe的硫化物转变为低价氧化物，该过程中两个主要反应的化学方程式分别是_、_，反射炉内生成炉渣的主要成分是_。(2)冰铜(cu2s和fes互相熔合而成)含cu量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的cu2s被氧化为cu2o，生成的cu2o与cu2s反应，生成含cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是_、_。(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有au、ag、fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。解析：(1)由黄铜矿和空气在1 000 左右的温度下反应生成cu和fe的低价硫化物可写出方程式：2cufes2o2cu2s2fesso2，再由“部分fe的硫化物转变为低价氧化物”这一信息写出方程式：2fes3o22feo2so2。将炼铁时生成炉渣的反应(caosio2casio3)迁移到本题，不难得出生成炉渣的主要成分为fesio3。(3)电解精炼铜时，粗铜为阳极，即题图中的c极；d极为阴极，电极反应式为cu22e=cu；粗铜中活泼性比铜弱的au、ag在阳极溶解时从阳极上脱落下来形成“阳极泥”，比铜活泼的杂质fe以fe2的形式进入电解液中。答案：(1)2cufes2o2cu2s2fesso22fes3o22feo2so2fesio3(2)2cu2s3o22cu2o2so22cu2ocu2s6cuso2(3)ccu22e=cuau、ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，fe以fe2的形式进入电解液中7废旧硬质合金刀具中含碳化钨(wc)、金属钴(co)及少量杂质铁，利用电解法可回收wc和co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，hcl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗涤coc2o4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_。(4)将co2o3还原成co粉的化学反应方程式为_。解析：(1)hcl溶液为电解液，不锈钢做阴极的反应为2h2e=h2。(2)加入h2o2，将fe2氧化为fe3，因此滤饼主要成分为fe(oh)3，洗涤液中含co2需回收利用。(3)coc2o4焙烧时若含nh4cl会产生nh3和hcl，污染环境。答案：(1)2h2e=h2(2)fe(oh)3co2(或co)(3)nh4cl焙烧时nh4cl分解产生nh3和hcl(4)co2o33h22co3h2o8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、的化学方程式：_、_。(2)生产中，碳除了做还原剂还原金属矿物，另一个重要作用是_；反应是在氩气的环境中进行，目的是_，如何从反应后的固体中获得金属钛：_。解析：(1)反应、中生成的可燃性气体是co，中除co外还有单质铁、tio2生成；中产物只有co、ticl4两种。(2)因上述冶炼均需要