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1、纳米材料 【知识点的认识】1、概念:纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10100个原子紧密排列在一起的尺度2、纳米材料的特性:(1)尺寸效应(2)特殊的光学性质(3)热学性质的改变(4)特殊的磁学性质(5)特殊的力学性质(6)表面与界面效应(7)宏观量子隧道效应(8)介电限域效应3、纳米材料的制备方法:(1)惰性气体下蒸发凝聚法通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成,纳米陶瓷还需要烧结国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料,包括金属和合金,陶瓷、离子晶体、非晶态和半

2、导体等纳米固体材料我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料(2)化学方法:水热法,包括水热沉淀、合成、分解和结晶法,适宜制备纳米氧化物;水解法,包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等(3)综合方法结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法4、纳米材料的应用(1)在半导体中的应用(2)在磁性材料中的应用(3)在催化领域的应用(4)在医药卫生行业的应用(5)在军事上的应用(6)在电子行业的应用(7)在化学工业中的应用【命题方向】题型:纳米材料的性质典例:“纳米材料”是粒子直径为1100nm(纳米)的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳

3、米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质()是溶液 是胶体 能产生丁达尔效应能透过滤纸 不能透过滤纸 静置后,会析出黑色沉淀ABCD分析:纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,依据胶体的特征和性质分析判断问题解答:纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种属于胶体分散质微粒直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故正确;故选:C点评:本题考查了纳米材料的性质,胶体性质的应用,分散系的本质区别是分散质微粒直径大小【解题思路点拨】纳米材料

4、与胶体的关系:胶体必须是由分散质和分散剂构成的,纳米材料形成的分散系是胶体纳米材料 参考答案与试题解析一选择题(共20小题)1下列关于胶体的认识正确的是()纳米材料微粒直径一般从几纳米到几十纳米(1nm=109 m),因此纳米材料属于胶体往Fe(OH)3胶体中逐滴加入过量的硫酸会先产生沉淀而后沉淀逐渐溶解氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是胶粒带电荷依据丁达尔现象可将分散系分为溶液、胶体与浊液AgI胶体在电场中自由运动 A B C D 考点: 纳米材料;胶体的重要性质分析: 纳米材料不是分散系,分散系是混合物;Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸,开始因为胶体的聚沉而产生沉淀;胶体整体上不带电,氢氧化铁

5、胶粒带正电荷;分散系的划分是以分散质颗粒大小来区分的;胶粒具有电泳现象,在电场作用下会发生定向移动解答: 解:纳米材料不是分散系,故不属于胶体,故错误;往Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸,开始因为胶体的聚沉而产生沉淀,后因为硫酸与氢氧化铁沉淀反应生成可溶的硫酸铁而使沉淀逐渐溶解,故正确;胶体整体上不带电,氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是氢氧化铁胶粒带正电荷,故正确;依据分散质微粒直径的大小,把分散系分为溶液、胶体与浊液,而不是依据丁达尔现象将分散系分类,故错误;胶粒带有电荷,在电场中可作定向移动,而不是胶体在电场中自由运动,故错误;故选C点评: 本题考查了分散系、元素及其化合物等知识,题目难度不

6、大,学习中要注意积累相关元素化合物知识22014年诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克贝齐格、威廉莫纳和德国科学家斯特凡黑尔,以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献,他们开创性的成就使光学显微镜能够窥探纳米世界下列说法错误的是() A 黑尔寻找突破“绕射极限”的方法,构建了“受激发射损耗”(STED)显微技术 B 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1100*106m)的材料 C 得奖者的研究允许人类观察病毒以至细胞内的蛋白质 D 纳米级分辨率的显微镜已在世界范围内广泛运用考点: 纳米材料分析: A、“受激发射损耗”(STED)显微技术是德国科学家斯特凡黑尔所构建;B、纳米材

7、料是指大小在1100nm之间的物质;C、蛋白质的分散系属于胶体;D、纳米级分辨率的显微镜已得到推广解答: 解:A、黑尔为了寻找突破“绕射极限”的方法,构建了“受激发射损耗”(STED)显微技术,故A正确;B、纳米材料是指大小在1100nm之间的物质,而1nm=109m,故尺度范围应为1100109m,故B错误;C、蛋白质的分散系属于胶体,而胶体的胶粒的直径大小介于1100nm之间,符合超分辨率荧光显微镜所观察的范围,故得奖者的研究允许人类观察病毒以至细胞内的蛋白质,故C正确;D、纳米级分辨率的显微镜能让人类更真实的认识细菌和病毒,已得到推广,故D正确故选B点评: 本题考查了纳米材料和科学史,应

8、注意的是胶体的胶粒的直径大小介于1100nm之间,难度不大3纳米材料是指颗粒的三维线度中的任一维在1nm100nm范围的材料纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响,远远超过电子技术下列关于纳米技术的叙述不正确的是() A 将纳米材料分散到液体分散剂中可制得液溶胶 B 用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可加快化学反应速率 C 将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧,说明“纳米铜”比铜片更易失电子 D 银器能抑菌、杀菌,将纳米银粒子植入内衣织物中,有奇异的抑菌、杀菌效果考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: A、纳米材料在以液体为分散剂所形成的溶胶分散系为液溶胶;B、

9、颗粒变小可加快反应速率;C、得失电子是由元素原子的结构决定的,纳米铜没有改变原子结构;D、银器能抑菌、杀菌,将纳米银粒子植入内衣织物中,有奇异的抑菌、杀菌效果解答: 解:A、纳米材料在以液体为分散剂所形成的溶胶分散系为液溶胶,故A正确;B、颗粒变小可加快反应速率,故B正确;C、得失电子是由元素原子的结构决定的,纳米铜没有改变原子结构,故C错误;D、银器能抑菌、杀菌,将纳米银粒子植入内衣织物中,有奇异的抑菌、杀菌效果,故D正确故选:C点评: 本题考查了纳米材料的性质及其应用问题,难度不大,注意相关基础知识的积累4“纳米材料”是指粒子直径在1nm100nm的材料若将“纳米材料”的粒子分散到液体分散

10、剂中所得到的分散系是() A 溶液 B 乳浊液 C 悬浊液 D 胶体考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 根据分散系粒子直径对分散系进行分类,粒子直径在1nm100nm的属于胶体范畴解答: 解:根据分散系粒子直径对分散系进行分类,粒子直径在1nm100nm的属于胶体范畴,故将“纳米材料”的粒子分散到液体分散剂中所得到的分散系是胶体,故选:D点评: 本题考查了分散系类的依据,粒子直径在1nm100nm的属于胶体范畴,属于概念性问题,注意基础知识的积累5由碳原子构成的纳米碳管可以作为储存氢气的优良容器,其单层部分结构示意图如图,下列说法正确的是() A 0 12g纳米碳管中含有6.02x1

11、021个碳原子 B 纳米碳管是一种无机化合物 C 纳米碳管与石墨互为同位素 D 纳米碳管不会与氧气反应考点: 纳米材料专题: 化学应用分析: A依据n=计算得到;B纳米碳管是碳单质;C质子数相同中子数不同的原子互称同位素;D碳能与氧气反应生成二氧化碳解答: 解:A0.12g纳米碳管中碳物质的量=0.01mol,含有6.02xl021个碳原子,故A正确; B纳米碳管是一种碳的单质,不是无机化合物,故B错误;C纳米碳管与石墨是碳的单质互为同素异形体,故C错误;D纳米碳管的性质与碳单质相同,能与氧气反应生成二氧化碳,故D错误故选A点评: 本题考查了纳米材料的组成和结构分析,主要是单质、化合物,同素异

12、形体和同位素区别,质量计算物质的量计算微粒数,题目难度中等6“纳米材料”是粒子直径为1100nm(纳米)的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质()是溶液 是胶体 能产生丁达尔效应能透过滤纸 不能透过滤纸 静置后,会析出黑色沉淀 A B C D 考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,依据胶体的特征和性质分析判断问题;解答: 解:纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种属于胶体分散质微粒直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水

13、中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故正确;故选C点评: 本题考查了胶体分散系的本质特征,胶体性质的应用,分散系的本质区别是分散质微粒直径大小7“纳米材料”是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料若将“纳米材料”分散到液体分散剂中,所得混合物具有的性质是() A 能全部透过半透膜 B 有丁达尔效应 C 所得液体一定能导电 D 所得物质一定为悬浊液或乳浊液考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 由“纳米技术”是指粒子直径在几纳米到几十米的材料,则分散到液体分散剂中,分散质的直径在1nm100nm之间,以此来解答解答: 解:分散系中分散质的直径在1nm100n

14、m之间的属于胶体分散系,由“纳米技术”是指粒子直径在几纳米到几十米的材料,则分散到液体分散剂中,分散质的直径在1nm100nm之间,则该混合物属于胶体A胶体不能通过半透膜,故A错误;B胶体具有丁达尔现象,故B正确;C胶粒不一定带电,液体分散剂若为非电解质,则不能导电,故C错误;D该混合物属于胶体,不属于悬浊液或乳浊液,故D错误;故选B点评: 本题考查分散系的判断及胶体的性质,明确纳米材料的直径是解答本题的关键,题目难度不大8下列分散系中的分散质的微粒直径属于纳米级(1100nm)的是() A 溶液 B 悬浊液 C 胶体 D 乳浊液考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 根据分散质粒子直径

15、大小分类,把分散系分为:溶液、胶体、浊液“纳米”是一个长度的单位,1 nm=109 m,溶液、浊液、胶体的本质区别就是分散质的微粒直径不同解答: 解:A溶液分散质的微粒直径为小于1nm的分散系,故A错误;B悬浊液是固体小颗粒悬浮于液体中,分散质微粒的直径为大于100nm,故B错误;C胶体的分散质的微粒的直径为1nm100nm,属于纳米级,故C正确;D乳浊液是液体小液滴悬浮于液体中,分散质微粒的直径为大于100nm,故D错误;故选C点评: 本题主要考查了三种分散系溶液、浊液、胶体的区别,抓住本质区别是分散质的微粒直径不同,就可轻松解题9“纳米材料”是粒子直径为1100nm(纳米)的材料,纳米碳就

16、是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质()是溶液 是胶体 能透过滤纸 不能透过滤纸 能产生丁达尔效应 静置后,会析出黑色沉淀 A B C D 考点: 纳米材料专题: 化学应用分析: 纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,依据胶体的特征和性质分析判断问题解答: 解:纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种属于胶体分散质微粒直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,能透过滤纸,故正确;故选C点评: 本题考查了胶体分散系的本质特征,胶体性质的应用,分散系的

17、本质区别是分散质微粒直径大小10“纳米材料”是指直径从几纳米至几十纳米的材料,目前已广泛应用于催化剂及军事技术中,如果将纳米材料分散到液体分散剂中,所得混合物() A 不能透过滤纸 B 一定是浊液 C 一定是溶液 D 有丁达尔效应考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 由“纳米技术”是指粒子直径在几纳米到几十米的材料,则分散到液体分散剂中,分散质的直径在1nm100nm之间,属于胶体,以此来解答解答: 解:由“纳米技术”是指粒子直径在几纳米到几十米的材料,则分散到液体分散剂中,分散质的直径在1nm100nm之间,则该混合物属于胶体A胶体的颗粒很小,能透过滤纸,故A错误;B该混合物属于胶体

18、,不属于悬浊液或乳浊液,故B错误;C该混合物属于胶体,不属于溶液,故C错误;D该混合物属于胶体,有丁达尔效应,故D正确;故选D点评: 本题考查分散系的判断及胶体的性质,明确纳米材料的直径是解答本题的关键,题目难度不大11“纳米材料”是粒子直径为1100nm(纳米)的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质 是溶液 是胶体 是浊液 不能透过滤纸 能透过滤纸 能产生丁达尔效应 静置后,会析出黑色沉淀() A B C D 考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: “纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系

19、是胶体,依据胶体的特征和性质分析判断问题解答: 解:“纳米材料”是粒子直径为1100nm的材料,纳米碳就是其中的一种属于胶体分散质微粒直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故正确;故选A点评: 本题考查了胶体分散系的本质特征,胶体性质的应用,分散系的本质区别是分散质微粒直径大小12在109mlO7m范围内,对原子、分子进行操纵的纳米超分子技术往往能实现意想不到的变化如纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧,甚至发生爆炸下列说法正确的是() A 纳米铜是一种新型化合物 B 纳米铜颗粒比普通铜更易与氧气发生反应 C 纳米铜与普通铜

20、所含铜原子的种类不同 D 纳米铜无需密封保存考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 利用题干中的信息可知纳米铜也是铜,但易于氧气反应并且速度很快,利用此知识解决判断即可解答: 解:A纳米铜和普通铜都是由铜元素组成,故纳米铜属于单质,故A错误;B普通铜加热才能与氧气反应,而纳米铜很易于氧气反应,故B正确;C纳米铜和普通铜中都属于铜元素,所以铜原子结构相同,故C错误;D纳米铜很易与氧气反应,应密封保存,故D错误故选B点评: 本题是一道信息给予题,关键是对题干知识的整理,并与所学知识的关联性的掌握,较简单13澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6

21、到9nm,在低于183时,泡沫具有永久磁性,下列叙述正确的是() A “碳纳米泡沫”与石墨互为同位素 B 把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中,能产生丁达尔现象 C “碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物 D “碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同考点: 纳米材料专题: 化学应用分析: “碳纳米泡沫”属于碳单质与石墨互为同素异形体,每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6到9nm,分散到适当的溶剂中形成胶体,结合胶体的性质分析解答: 解:A“碳纳米泡沫”属于碳单质与石墨互为同素异形体,同位素是原子,故A错误;B“碳纳米泡沫”每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6到9nm,分散到适当的溶剂中形成胶体,能产

22、生丁达尔现象,故B正确;C“碳纳米泡沫”只含有一种元素属于碳单质,故C错误;D“碳纳米泡沫”在低于183时,泡沫具有永久磁性,金刚石没有磁性,二者性质不同,故D错误故选B点评: 本题以碳元素的单质为背景,考查了同素异形体、同位素、胶体的性质等,题目难度不大,注意把握题干中的信息14“纳米材料”是指粒子直径在1nm100nm的材料据报道,科学家曾用DNA制造出一种臂长只有7纳米的纳米级镊子,以便能够钳起分子或原子并对它们随意组合下列分散系中的分散质的微粒直径与纳米粒子具有相同数量级的是() A 胶体 B 溶液 C 悬浊液 D 乳浊液考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 胶体分散中分散质的

23、粒度介于1100nm,与“纳米材料”数量级相同解答: 解:溶液中分散质粒子直径小于1100nm;悬浊液、乳浊液中分散质粒子直径大于1100nm;胶体中分散质粒子直径在1100nm之间,所以A正确;故选:A点评: 本题考查了胶体的本质特征:分散质粒度介于1100nm,题目简单,难度不大15化学与社会、生活密切相关,下列说法正确的是() A 纳米材料直径一般在几纳米到几十纳米(1nm=109m)之间,因此纳米材料属于胶体 B 青铜是我国使用最早的合金 C SiO2制成的玻璃纤维,由于导电能力强而被用于制造通讯光缆 D 明矾与漂白粉都是水处理药品,原理相同考点: 纳米材料;硅和二氧化硅;合金的概念及

24、其重要应用;镁、铝的重要化合物专题: 化学应用分析: A、根据胶体的分散质的大小及胶体的定义判断;B、青铜是我国使用最早的合金;C、SiO2制成的玻璃纤维,被用于制造通讯光缆与导电能力强弱无关;D、明矾净水是利用吸附性,漂白粉净水是利用氧化性;解答: 解:A、胶体是指分散质粒子直径在1 nm100 nm之间的分散系,胶体是一种分散系,纳米材料只是一种分散质,没有形成分散系,所以不是胶体,故A错误;B、青铜是我国使用最早的合金,故B正确;C、二氧化硅具有良好的导光性,则用于制造通讯光缆,与导电能力强弱无关,故C错误;D、明矾净水是由于水解生成强氧化铝,利用吸附性,漂白粉净水是利用氧化性,二者原理

25、不同,故D错误;故选B点评: 本题考查较为综合,题目难度不大,注意先关知识的积累,注意对纳米材料的理解16制备纳米Fe3O4的过程如下:下列有关叙述不合理的是() A 纳米Fe3O4分散在适当溶剂中,当强光照射时,会产生丁达尔现象 B 反应的反应类型为消去反应 C 反应中,环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解 D 反应的化学方程式为:6FeOOH+CO2Fe3 O4+3H2O+CO2考点: 纳米材料专题: 化学应用分析: A、利用胶体的性质来分析;B、根据消去反应的定义来分析;C、根据反应环丙胺没有参加反应来分析D、根据反应中的反应物与生成物及质量守恒定律来分析解答: 解:A、纳米四氧化三铁分散在

26、适当分散剂中,属于胶体分散系,则具有丁达尔现象,故A正确;B、消去反应是指一定条件下,有机物分子里生成小分子同时生成不饱和有机物的反应,故反应不是消去反应,故B错误;C、因反应环丙胺不参加反应,但加快反应速率,即加快了氯化铁水解,故C正确;D、由制备过程图可知,反应的反应物为FeOOH和CO,由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH+CO2Fe3O4+3H2O+CO2,故D正确;故选B点评: 本题属于信息习题,学生应注重习题信息和所学知识相结合来解答本题,并注意质量守恒定律、胶体的性质等来解答17下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中,错误的是() A 等离子体的基本构成微粒

27、是带电的离子和电子及不带电的分子或原子 B 非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的 C 液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D 纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分,两部分都是长程有序的考点: 纳米材料分析: A等离子体是呈准电中性的;B非晶体长程无序和短程有序;C液晶具有各向异性;D界面是长程无序和短程无序的结构解答: 解:A等离子体是呈准电中性的,其构成微粒可以是带电粒子或中性粒子,故A正确; B非晶体排列长程无序和短程有序,故B正确;C液晶分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性,故C正确;D纳米颗粒是长程有序的晶状结构,界面却是长程无序和短程无序的

28、结构,故D错误故选D点评: 本题考查物质的结构,明确物质的内部结构是解题的关键,题目难度不大18我国科学家将石墨烯(由石墨剥离的层状结构)和碳纳米管经低温脱水处理,获得了一种“最轻材料”该材料具有超强的吸附能力,且有望成为理想的储能保温、催化载体和吸音材料下列有关说法正确的是() A 石墨烯属于有机物 B 该材料吸油过程为物理变化 C 碳纳米管是碳的一种同位素 D 碳纳米管属于胶体分散系考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: 根据对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐变薄,最终获得目前已知的最薄的材料石墨烯可知,石墨烯是只有碳元素组成的单质,没有新的物质生成,则没有发生化学变化解答: 解:A

29、石墨烯是一种很薄的石墨片,属于单质,而有机物烯烃中含有碳、氢元素,故A错误; B石墨制取石墨烯的过程是物理变化,故B正确;C石墨烯是一种很薄的石墨片,属于单质,故C错误;D碳纳米管不是分散系,不是胶体,故D错误故选B点评: 本题属于信息习题,明确信息的挖掘和应用是解答本题的关键,并能利用单质、有机物及同位素的判断来解答,难度不大19碳纳米管是由碳原子组成的六角形蜂巢状平面薄膜卷曲而成,具有许多异常的力学、电学和化学性能下列关于碳纳米管的说法不正确的是() A 碳纳米管属于一种有机合成纤维 B 碳纳米管与金刚石互为同素异形体 C 常温下,碳纳米管具有较好的稳定性 D 碳纳米管比表面积大,可用作新

30、型储氢材料考点: 纳米材料专题: 化学应用分析: A、碳纳米管是由碳原子组成的;B、碳纳米管是由碳原子组成的,是一种碳单质;C、碳单质常温下比较稳定;D、碳纳米管比表面积大,易吸附氢气解答: 解:A、碳纳米管是由碳原子组成的,是碳单质,不是有机物,故A错误;B、碳纳米管是由碳原子组成的,是一种碳单质,与金刚石互为同素异形体,故B正确;C、碳单质常温下比较稳定,故C正确;D、碳纳米管比表面积大,易吸附氢气,故可做储氢材料,故D正确故选A点评: 本题考查了纳米材料的结构和性质,难度不大,根据题干所给的信息以及已有知识来分析202014年5月中美科学家研究发现,常温下氢气分子可以在碳纳米管内与水形成

31、氢气水合物,其原理类似于可燃冰的形成,这项研究有望能洁净安全地储存氢气下列说法正确的是() A 碳纳米管以水合物储存氢气属化学变化 B 碳纳米管与金刚石互为同素异形体 C 氢气水合物与可燃冰是同一物质 D 氢气与纳米管内的水分子形成共价键考点: 纳米材料专题: 溶液和胶体专题分析: A物理变化与化学变化的本质区别为是否有新物质生成;B同种元素组成的不同单质互为同素异形体;C依据氢气水合物与可燃冰成分判断;D共价键属于化学键存在与分子内原子间解答: 解:A依据题意可知碳纳米管以水合物储存氢气没有新物质生成,属于物理变化,故A错误;B碳纳米管与金刚石都是由碳元素组成,都是碳的单质,所以互为同素异形

32、体,故B正确;C可燃冰为甲烷的水合物,与氢气的水合物不是同一物质,故C错误;D氢气与纳米管内的水分子存在的作用力,属于分子间,不属于化学键,故D错误;故选:B点评: 本题考查了同素异形体、物理变化与化学变化的区别、化学键的定义,题目难度不大,注意化学键是存在与分子内,原子间之间的一种强的作用力二解答题(共4小题)21纳米碳酸钙应用非常广泛实验室中利用下图所示装置(部分夹持装置已略去),向饱和CaCl2溶液中通入NH3和CO2可制得纳米碳酸钙供选择的药品:石灰石 氯化铵 氢氧化钙 饱和氯化钙溶液 浓硫酸 6molL1盐酸饱和食盐水饱和NaHCO3溶液(1)装置A中,仪器a的名称是分液漏斗,仪器b

33、中发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2装置D的试管中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O装置B中盛放的溶液是(填药品序号)设计一个简单的实验方案,判断所得碳酸钙颗粒是否为纳米级将少量碳酸钙加水充分搅拌,用一束可见光照射,观察是否发生丁达尔现象,若有丁达尔现象则为纳米级,若没有丁达尔现象则不是纳米级(简述实验的步骤、现象和结论)(3)通入适量气体后,C装置中物质恰好完全反应,过滤,所得滤液显酸(填“酸”、“碱”、“中”之一)性,原因是+H2ONH3H2O+H+(用离子方程式表示)(4)上述装置存在一处缺陷,该缺陷为无尾气吸收

34、装置考点: 纳米材料;离子方程式的书写专题: 离子反应专题;溶液和胶体专题分析: (1)根据形状判断仪器名称;仪器b中为碳酸钙与盐酸反应;装置D中制取氨气;装置B目的是除掉挥发出来的氯化氢;将少量碳酸钙加水充分搅拌,看是否有丁达尔效应;(3)氯化铵在水中发生水解;(4)尾气未处理解答: 解:(1)仪器a的名称是分液漏斗;仪器b中为碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2;装置D中制取氨气,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O;饱和NaHCO3溶液可除掉挥发出来的氯化氢,故答案为:分液漏斗;CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2;2NH4

35、Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O; ;将少量碳酸钙加水充分搅拌,看是否有丁达尔效应,若有丁达尔效应,则说明为纳米级,故答案为:将少量碳酸钙加水充分搅拌,用一束可见光照射,观察是否发生丁达尔现象,若有丁达尔现象则为纳米级,若没有丁达尔现象则不是纳米级;(3)氯化铵在水中发生水解显酸性,离子方程式:+H2ONH3H2O+H+,故答案为:酸; +H2ONH3H2O+H+;(4)该装置尾气未处理,故答案为:无尾气吸收装置点评: 本题考查化学实验、离子方程式的书写等,难度中等,注意纳米材料可用丁达尔效应判断22纳米氧化铝在人工晶体、微电子器件等方面有重要应用,实验室制取纳米氧化铝方法之

36、一是:将一定体积的0.3molL1Al(NO3)3溶液匀速滴加到2.0molL1 (NH4)2CO3溶液中,搅拌30min,过滤、纯水洗涤、乙醇洗涤、室温真空干燥,得碱式碳酸铝铵化学式可表示为:(NH4)aAlb(OH)c(CO3)d,然后热分解得到纳米氧化铝(1)制取纳米氧化铝时匀速滴加Al(NO3)3溶液并不断搅拌,其主要目的是防止生成Al(OH)3沉淀(NH4)aAlb(OH)c(CO3)d中a、b、c、d的代数关系式为a+3b=c+2d(3)为确定碱式碳酸铝铵的组成,进行如下实验:准确称取5.560g样品,在密闭体系中充分加热到300使其完全分解且固体质量不再变化;产生的气态物质依次通

37、过足量浓硫酸和碱石灰装置吸收,碱石灰装置增重1.760g;最后称得剩余固体质量为2.040g根据以上实验数据计算碱式碳酸铝铵样品的化学组成(写出计算过程)考点: 纳米材料;有关混合物反应的计算分析: (1)铝离子与碳酸根离子容易发生双水解生成氢氧化铝沉淀;依据化合物中元素化合价代数和为0计算解答;(3)碱式碳酸铝铵受热分解剩余固体为氧化铝,依据剩余固体质量计算铝离子的物质的量;分解生成的气体通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O,通过碱石灰吸收二氧化碳,依据质量计算碳酸根离子的物质的量;依据化合价代数和为0计算氢氧根离子和氨根离子的物质的量;最后确定化学式解答: 解:(1)铝离子与碳酸根离子容

38、易发生双水解生成氢氧化铝沉淀,制取纳米氧化铝时匀速滴加Al(NO3)3溶液并不断搅拌,主要目的是:防止生成Al(OH)3沉淀;故答案为:防止生成Al(OH)3沉淀;)(NH4)aAlb(OH)c(CO3)d中,NH4+,Al3+,OH,CO32,所带电荷数分别为:+1,+3,1,2,依据化合物中元素化合价代数和为0,则:a+3b=c+2d;故答案为:a+3b=c+2d;(3)n(Al2O3)=0.0200mol,n(Al3+)=0.0400mol;通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O,通碱石灰吸收的是CO2n(CO2)=0.0400mol;根据化合物质量为 5.560g及化合物中化合价代数和

39、为0,列方程:17 n(OH)+18n(NH4+)=5.5600.0400600.040027n(NH4+)+0.04003=n(OH)+0.04002计算得n(OH)=0.0800 mol、n (NH4+)=0.0400mol;则n(NH4+):n(Al3+):n(OH):n(CO32)=1:1:2:1;所以化学式为:NH4Al(OH)2CO3;故答案为:NH4Al(OH)2CO3;点评: 本题考查纳米材料及有关化合物化学式的确定,明确物质的性质是解题关键,注意化合物中各元素化合价代数和为0的应用,题目难度中等23纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注,现正广泛开发运用(1)制取纳米TiO2的方法很多,氢氧火焰水解法是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(7001000)进行水解,其化学反应式为:TiCl4+2H2OTiO2+4HCl纳米二氧化钛可光解挥发性有机污染物(VOCs),若无水蒸气存在,三氯乙烯降解反应为:C2HCl3+2O22CO2+HCl+Cl2,若有足够量的降解后的尾气,实验室

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