人教版选修2第三单元化学与材料的发展测试题

第三单元 化学与材料的发展 一、选择题(每小题 3 分，共 45 分；每小题有 1 个或 2 个选项符合题意) 1．下列物品或设备：①水泥路桥，②门窗玻璃，③水晶镜片，④石英钟表， ⑤玛瑙首饰，⑥硅太阳能，⑦光导纤维，⑧计算机芯片。所用材料为 SiO2 或要用 到 SiO2 的是( ) A．①②③④⑤⑦ B．全部 C．⑥⑧ D．①②⑦⑧ 解析：⑥⑧用到的材料是 Si 而不是 SiO2。 答案：A 2．下列说法错误的是( ) A．制造水泥和玻璃都用到的原料是 CaCO3 B．为了调节水泥的硬化速度，制造水泥时需要加入石膏 C．当水泥、沙子与水调成水泥浆时，水泥浆对皮肤有腐蚀作用，这是因为水泥浆 呈较强的碱性 D．水泥、玻璃、陶瓷都是离子化合物，具有较高的熔点 解析：水泥、玻璃、陶瓷都是混合物，没有固定的熔点。 答案：D 3．下列有关肥皂的叙述中错误的是( ) A．肥皂与纯碱的去污原理相同 B．肥皂可以加速油污在水中的分散 C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的 D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基因 答案：A 4．我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机 部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是( ) A．氧化铝陶瓷 B．氮化硅陶瓷 C．光导纤维 D．玻璃钢 解析：氮化硅陶瓷的硬度大，熔点高，而且不易传热。 答案：B 5．学习炼铁、炼钢的知识，对其原理和性能要有初步了解，下列说法中正确的是 ( ) A．炼铁就是用 CO 把铁元素从矿石中还原出来 B．炼钢就是要除净生铁中所有的杂质元素 C．生铁可铸，钢不可铸 D．生铁不可锻，钢可锻可压延 解析：炼铁是用 CO 把矿石中化合态铁还原成单质铁。炼钢是除去硫、磷等元素， 保留一定量碳元素，掺入一些其他金属或非金属元素，以达到人们要求的性能。 生铁和钢都能铸造工件。生铁脆性很强，不能锻，钢有较好的延展性，所以可锻 造和压延。 答案：AD 6．下列关于工业冶金的描述中不正确的是( ) A．电解冶炼铝，阳极反应式为 2O2－－4e－===O2↑ B．电解法精炼铜，用粗铜作为阴极 C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D．在镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液 解析：向熔融氧化铝中通直流电电解时，氧离子在阳极失电子而生成氧气，故 A 正确；电解精炼铜时，粗铜为阳极，粗铜中的铜失电子变为铜离子进入溶液，然 后在阴极又得电子析出铜，故 B 错；电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极反 应都是氯离子失电子生成氯气，故 C 正确；电镀锌的目的是使溶液中的锌离子在 镀件上得电子而析出，所以电镀液需要选用锌盐溶液。 答案：B 7．下列变化中，与其他三种变化有着根本区别的是( ) A．工业上用分离液态空气的方法制氧气 B．实验室中用加热高锰酸钾的方法制氧气 C．铁在潮湿的空气中易生锈 D．用铁矿石冶炼生铁 解析：考查的是物理变化和化学变化的区别，同学们要会判断上述变化是物理变 化还是化学变化。A 项，工业制氧气是根据空气中各组分的沸点不同进行精馏分 离，属物理变化。B、C、D 项都属于化学变化，所以此题选 A。 答案：A 8．下列防腐措施中，属于化学保护法的为( ) A．用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B．在金属中加入一些铬或镍制成合金 C．在轮船的船壳吃水线以下部分，装上锌块 D．金属表面喷漆 解析：化学保护法，指的是通过化学反应，阻止进一步被腐蚀。B 选项是改变了物 质的内部结构；C 选项是牺牲阳极的阴极保护法；D 选项是利用隔离层隔绝空气。 答案：A 9．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等 种类。PVC 被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害，下列有关叙 述不正确的是( ) A．PVC 保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精 B．PVC 单体可由 PE 的单体与氯化氢加成制得 C．鉴别 PE 和 PVC，可把其放入试管中加热，在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试 纸，如果试纸变红，则是 PVC；不变红，则为 PE D．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等 解析：根据题意可知 PVC 的单体是氯乙烯(CH2=====CHCl，PE 的单体是乙烯 CH2===CH2)，乙烯和氯化氢发生加成反应后生成氯乙烷，不可能得到氯乙烯，氯 乙烯应用乙炔和氯化氢来合成。 答案：B 10．下列产品和材料中属于复合材料的是( ) ①玻璃钢 ②采用碳纤维增强复合材料制备的钓鱼竿 ③飞机机身、机翼 ④神舟六号的隔热陶瓷瓦 ⑤纳米高分子复合材料 A．①②③ B．②⑤ C．②④⑤ D．全部 解析：复合材料的应用已经深入到社会、科技、人们生活的各个方面。 答案：D 11．有 4 种有机物：① 正确组合为  A.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④, 析：高分子的主链上前两个碳原子以单键相连，还分别有—CH3 和—CN，它的对 应单体是④；中间两个碳原子以双键相连，其中一个碳原子上还有苯基，它的对 应单体是③；后两个碳原子以单键相连，其中一个碳原子上还有苯基，它的对应 单体是②。 答案：D 12.某有机物能通过加聚反应生成高聚物，还能水解生成两种有机物，则这种有机 物的结构中一定具备的基团有  A.②⑤ B.②③ C.②④ D.①②⑤ 解析：能发生加聚反应，分子中必定含有不饱和的双键或三键，观察①至⑥中的 基团，能够水解的只有④，所以必定含有的基团是②④。 答案：C 13.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是  A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B.C60 属于原子晶体，用于制造纳米材料 C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D.单晶硅常用于制造光导纤维 解析：本题考查新材料。C60 是分子晶体，俗称“足球烯”，B 错。纤维素乙酸酯 是人工制备的，又称“人造纤维”，C 错。制造光导纤维的原料是 SiO2，D 错。 答案：A 14.下列说法错误的是  A.玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料 B.飞机机身大多是以金属为增强体、纤维为基体 C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体 D.航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的 解析：飞机机身材料大多是以金属为基体，以纤维为增强体的复合材料。 答案：B 15.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制 备高纯度的镍，下列叙述正确的是  已知：氧化性 Fe2＋Ni>Cu>Pt，所以在阳极上首先失去电子的是锌，其次是 铁，接下来是镍，因为镍是主要的，所以就轮不上铜和铂失电子了，它们就沉积 下来成为阳极泥。电解后溶液中的阳离子有铁、锌和镍离子；阳极发生的反应有 锌、铁、镍三个，阳极上溶解的金属与阴极上析出的不是同一种金属，所以它们 的质量肯定不相等。 答案：BD 二、非选择题共 55 分 16.6 分工业上用铝土矿主要成分是 Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O 以及少量的 Fe2O3、 SiO2 等，提取纯 Al2O3 作冶炼铝的原料。提取的操作过程可用以下流程图表示： 1写出滤液 A 中一种溶质与过量 NaOH 溶液反应进入滤液 B 中的离子方程式 ____________________________________________________________________。 2若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②，对后面操作将产生的影响是 __________________________________________________________________。 解析：本题考查金属冶炼的相关知识以及实验能力。提纯 Al2O3 的关键是要根据 Al2O3、Fe2O3、SiO2 化学性质上的差异。Al2O3 有两性，既可溶于 NaOH 溶液，又 可溶于盐酸；Fe2O3 只溶于盐酸；SiO2 只溶于 NaOH 溶液。先加盐酸，过滤，除去 不溶的 SiO2，向滤液中加入足量 NaOH 溶液，过滤，除去 FeOH3。 答案：1Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O 2①中不溶物SiO2在操作②中会被 NaOH 溶液溶解，导致最终产物中含有 SiO2 17.11 分某新型无机非金属材料 A 由两种非金属元素组成，其中所含元素的化合 价为其最高正价或最低负价，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲 击、抗氧化的特征。A 可由化合物 B 经下列反应制得：①B＋NH3―→C[C 的化学 式为 SiNH24]；②C 经隔绝空气高温分解得到 A。为探究 B 的组成，进行了下图 所示的转化实验，图中 G、F、H 均为难溶于水的物质，且为白色粉末，图中其他 字母代表的均为中学化学常见的物质。 请回答下列问题： (1)写出化合物 B 和化合物 G 的化学式______、______。 (2)A 可能所属的晶体类型是________，在 A 晶体中，每个显正价原子周围结合的 另一种原子的个数是______。 (3)写出反应②的离子方程式：____________________________。 (4)写出 C 经隔绝空气高温分解得到 A 的化学方程式： _____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (5)分析反应③，你能得出的结论是_____________________________________ _________________________________________________________________。 解析：由 E ――→AgNO3 溶液 G ――→ 稀硝酸 G 可知，E 中含有 Cl－，即 B 为氯化物，由 F ――→ △ H ――→NaOH 溶液 I ――→ 过量 CO2 F 可知，F 是一种酸性比碳酸弱的非金属氧化 物对应的水化物，即为硅酸或原硅酸，则 C 为硅化物，因此 B 为 SiCl4。Si(NH2)4 隔绝空气高温分解可得 A，可知 A 是由 Si 和 N 组成的化合物，根据硅和氯元素的 价态可知 A 的化学式为 Si3N4，另一种生成物为 NH3，据此可得 C 分解的化学方程 式为：3Si(NH2)4============== 隔绝空气，高温 Si3N4＋8NH3↑。 答案：(1)SiCl4 AgCl (2)原子晶体 4 (3)SiO2＋2OH－===SiO2－ 3 ＋H2O (4)3Si(NH2)4================= 隔绝空气，高温 Si3N4＋8NH3↑ (5)H2CO3 的酸性比 H2SiO3 强(或碳的非金属性比硅强等) 18．(10 分)如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素， 某同学做了如下探究实验： 序号 内容 实验现象 1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮 2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个小时 铁丝表面依然光亮 3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗 4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一个小 时 铁丝表面略显灰暗 5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一 小时 铁丝表面已变得灰暗 6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的 铁丝表面灰暗程度比实验 5 氧气流中一小时 严重 回答以下问题： (1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负 极反应是______________________，正极反应是________________________。 (2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是__________________________。 (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是___________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________(答两种方法)。 解析：(1)金属的电化学腐蚀一定是发生原电池反应的金属腐蚀，必须要有电解质 溶液。实验 1 之所以“干燥的铁丝表面依然光亮”，就是由于空气是干燥的。从 “铁丝表面已变得灰暗”说明铁已经被腐蚀，因此发生电化学腐蚀的是 3、4、5、 6。对于铁在空气中的电化学腐蚀中，氧气是氧化剂，铁只能被氧化到 Fe2＋，所以 反应为： 2Fe－4e－===2Fe2＋；O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (2)对比实验 2 和实验 4，可看出氧气浓度不同对反应速率的影响；对比实验 4 和实 验 5，可看出温度不同对反应速率的影响；对比实验 5 和实验 6 可看出电解质溶液 成分的不同对反应速率的影响。 答案：(1)3、4、5、6 2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)湿度、温度、O2 的浓度、电解质存在 (3)电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等 19．(12 分)粘合剂 M 的合成路线如下图所示： 完成下列填空： (1)写出 A 和 B 的结构简式。 A____________________，B____________________。 (2)写出反应类型。反应⑥___________________________________________， 反应⑦________________。 (3)写出反应条件。反应②____________________________________________， 反应________________________________________________________________。 (4)反应③和⑤的目的是_______________________________________________。 (5)C 的具有相同官能团的同分异构体共有________种。 (6)写出 D 在碱性条件下水解的反应方程式： ______________________________________________________________。 解析：本题可采取正推和逆推相结合的方法推导。由合成路线图可推知 C3H6 的结 构简式一定是 CH2==CHCH3，结合反应②后的产物可知 B 为 CH2ClCH==CH2 或 CH2BrCH==CH2，反应②为卤代烃的水解反应，生成醇。 从 CH2==CHCH2OH―→C3H4O2 应是醇氧化为酸的过程，考虑到碳碳双键也易被氧 化，需对其进行保护，先进行③反应，可与 HX 加成，再进行⑤的消去反应，则 C3H4O2 为 CH2==CH—COOH。M 是加聚反应的产物，逆推两种单体为 和 ； 则 C 应为 ，故反应⑥为酯化反应，则 D 为 。 与 C 具有相同官能团的同分异构体有： 答案：(1)CH3CH==CH2 CH2==CHCH2Cl(或 CH2==CHCH2Br) (2)酯化反应 加聚反应 (3)NaOH/H2O，加热 NaOH/C2H5OH，加热 (4)保护碳碳双键 (5)4 20．(16 分)以石油裂解得到的乙烯和 1,3－丁二烯为原料，通过下列反应合成高分 子化合物 H，该物质可用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料(俗称玻璃钢)。 请按要求填空： (1)写出下列反应的反应类型：①________反应，⑧________反应。 (2)反应③④中某一步反应是与 HCl 的加成反应，该反应是________(填反应序号)； 设计该步反应的目的是_________________________________________。 (3)物质 D 的结构简式是____________________。 (4)反应⑨的化学方程式是____________________________________________。 解析：本题中的解题关键点是反应③应该是加 HCl 的反应，由题给信息可见当 A―→B―→C，端点碳原子已转化为羧基(—COOH)，而 C―→D 是卤代烃的消去 反应，因此反应③、④是碳碳双键与 HCl 的加成反应和醇氧化为羧酸的反应。由 于碳碳双键易被氧化，应先将其加成，而后氧化。其余反应只是有机物间的转化。 答案：(1)加成 取代 (2)③ 保护 A 中碳碳双键不被氧化 (3)NaOOC—CH===CHCOONa