选修IB系列 专题14 化学与生活 第3讲 丰富多彩的生活材料

1第3讲丰富多彩的生活材料网络构建23要点精讲要点一金属材料的性质及应用1．合金的概念将两种或多种金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的混合物。4合金种类主要组成元素常用生活器件碳钢铁、碳刀具黄铜铜、锌门锁及家庭装修材料等青铜铜、锡青铜器白铜铜、镍餐具坚铝铝、铜、镁、锰门窗框架镁铝合金镁、铝计算机和照相机外壳武德合金铅、锡、铋、铬保险丝焊锡铅、锡焊接时使用的材料不锈钢铁、铬、镍刀具2．常见的合金5【典例导析1】铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A．不易生锈B．导电性好C．密度小D．强度高解析镁铝合金具有性质稳定、质地轻、硬度大等特点，且外观漂亮，适合于作装潢材料，而金属的导电性用于制作电线、电缆。【典例导析1】铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A．不易生锈B．导电性好C．密度小D．强度高解析镁铝合金具有性质稳定、质地轻、硬度大等特点，且外观漂亮，适合于作装潢材料，而金属的导电性用于制作电线、电缆。B6迁移应用1现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色合金制造。取合金样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知该合金的组成可能为()样品――――→浓NaOH溶液气体溶液不溶物―――→稀盐酸气体溶液不溶物A．Al、Mg(OH)2、Si、SB．Al、Fe、Mg、SiC．Al、Si、C、CuOD．Al2O3、SiO2、Fe、C7解析与NaOH溶液反应有气体生成，知该合金中必含Al或Si，而与盐酸反应又能放出H2的是金属活动顺序表中的(H)前金属，而Si在常温下不与盐酸反应。答案B8要点二无机非金属材料的性质和应用1．玻璃在通常状况下呈固态，但固态的玻璃并不是晶体，而是玻璃态物质玻璃态物质没有固定的熔点，可以在一定温度范围内软化成液态。在软化状态时，玻璃可吹成或轧成一定形状的制品。玻璃态是介于晶体与无定形态之间的一种物质形态。2．关于水泥的几点说明(1)黏土的种类很多，它们都含有一定量的硅酸盐，常见的黏土有高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)和一般黏土。9(2)在水泥中加入石膏的目的是调节水泥的硬化速率。(3)钢、铁冶炼中形成的炉渣也可用作生产水泥的原料，并解决了炉渣污染环境的问题。(4)水泥的主要成分是硅酸盐，但常用氧化物的形式来表示。水泥在硬化过程中伴随着复杂的物理变化和化学变化，该过程与胶体的形成性质有关。3．新型无机非金属材料的特性(1)能承受高温，强度高。例如，氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度。10(2)具有电学特性。一些新型无机非金属材料可以作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体等。(3)具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。(4)具有生物功能。有些新型无机非金属材料可制成人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。11【典例导析2】(1)制备陶瓷和水泥共同的原料是()A．石灰石B．黏土C．石英D．石膏(2)对硅酸盐水泥的叙述不正确的是()A．是硅酸盐、铝酸盐、石膏等物质的混合物B．水泥沙浆又称为混凝土C．具有水硬性，在空气和水中都能硬化，硬化是化学变化过程D．水泥的膨胀系数几乎跟钢铁一样12解析(1)制备陶瓷的原料是黏土、长石和石英。制备水泥的原料是石灰石、黏土和其他辅助原料，所以共同的原料是黏土。故答案为B。(2)水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，可看做硅酸盐和铝酸盐的混合物；石膏则是为了调节水泥凝结时间而加的一种辅料；水泥沙浆(水、水泥、沙子的混合物)在建筑上用做黏合剂，混凝土是水泥、沙子和碎石按一定比例的混合物硬化后的产物，直接用于建造桥、房屋等建筑；水泥硬化的过程中石膏与水泥中的硅酸三钙、铝酸三钙起反应，生成凝胶状物质，属于化学变化；因为水泥的热膨胀系数几乎跟钢铁一样，所以，水泥才与钢筋一起用于构筑混凝土结构，用于修筑高楼大厦和桥梁等高强度建筑。所以答案为B。答案（1）B（2）B13迁移应用2氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是(填序号)。A．制汽轮机B．制有色玻璃C．制永久性模具D．制造柴油机ACD14(2)写出N的原子结构示意图，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式。(4)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式。3SiCl4＋2N2＋6H2=====强热Si3N4＋12HClSi3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑Si3N415解析氮化硅是一种高温陶瓷材料，具有硬度大，熔点高、化学性质稳定等优良性能，可用于制造轴承，汽轮机叶片、机械密封环，永久性模具等机械构件，N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素则在第三周期第ⅣA族，非金属性应是N元素比Si元素强，其化学式可写为：Si3N4，氮化硅可被氢氟酸腐蚀，由Si3N4和HF的性质分析，可推知，该反应不可能是一个氧化还原反应，其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4，可知N2作为氧化剂参与反应，那么还原剂只能是H2，H2的氧化产物只能是HCl。16要点三有机高分子材料【典例导析3】感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为回答下列问题：(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式__________________、______________________。(2)写出在(1)中由两种单体生成高聚物的化学反应方程式：__________________________________。17(3)对此高聚物的性质判断不正确的是()A．在酸性条件下可以发生水解B．此高聚物不能使溴水褪色C．此高聚物可以使酸性KMnO4溶液褪色D．此高聚物可与液溴发生取代反应18解析1920答案21迁移应用3天然气化工是重庆市的支柱产业之一，以天然气为原料经下列反应路线可得工程塑料PBT。22(1)B分子结构中只有一种氢、一种氧、一种碳，则B的结构简式是__________________；B的同分异构体中与葡萄糖具有类似结构的是____________________(写结构简式)。(2)F的结构简式是________________；PBT属于_____________类有机高分子化合物。(3)由A、D生成E的反应方程式为_____________________，其反应类型为____________。(4)E的同分异构体G不能发生银镜反应，能使溴水褪色，能水解且产物的碳原子数不等，则G在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________。23答案24对点训练1．(2009·山东理综，9)下列叙述错误的是()A．合金材料中可能含有非金属元素B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性D．在汽车排气管上安装”催化转化器”是为了减少有害气体的排放25解析合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，A正确；光导纤维主要成分是SiO2，属于无机物，B错误；加热会使蛋白质发生变性，C正确；在车排气管上加装“催化转化器”能将有毒的CO和NO转化为无毒的CO2和N2，D正确。答案B262．下列说法正确的是()A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应解析B项工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项水晶项链的成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；D项粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl2氧化粗硅，再利用还原反应即用H2还原SiCl4。2．下列说法正确的是()A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应解析B项工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项水晶项链的成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；D项粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl2氧化粗硅，再利用还原反应即用H2还原SiCl4。A273．熔融烧碱应选用的器皿是()A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚解析石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，在高温下烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O而铁与NaOH在高温下不反应，故应选用生铁坩埚。3．熔融烧碱应选用的器皿是()A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚解析石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，在高温下烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O而铁与NaOH在高温下不反应，故应选用生铁坩埚。C284．与普通玻璃成分相同的是()A．有色玻璃B．钢化玻璃C．光学玻璃D．石英玻璃解析虽然都称为玻璃，但是在制造上所用的原料有差别，其组成成分也不同，但是钢化玻璃是把普通玻璃加强热再骤然冷却得到的，其成分与普通玻璃成分相同。4．与普通玻璃成分相同的是()A．有色玻璃B．钢化玻璃C．光学玻璃D．石英玻璃解析虽然都称为玻璃，但是在制造上所用的原料有差别，其组成成分也不同，但是钢化玻璃是把普通玻璃加强热再骤然冷却得到的，其成分与普通玻璃成分相同。B295．以下说法正确的是()A．纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料B．绿色食品是指不含任何化学物质的食品C．生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气D．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的30解析此题考查了常见化学用语的含义。纳米材料是指构成物质的微粒直径在10－7m～10－9m之间的一类物质的总称，并不是一种新的物质。任何食品从化学组成上分析，都是由化学物质构成的，如面包的主要成分就是淀粉。生物固氮就是某些植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为可被植物吸收的化合态氮的过程，并不是植物直接吸收氮气。答案D316．一种广泛用于电器、工业交通的工程塑料DAP的结构简式为：又知甲苯氧化可得苯甲酸、丙烯跟氯气在高温条件下发生取代反应可生成3­氯­1­丙烯，即今以丙烯和邻二甲苯为有机原料，先制取两种有机化合物，再用它们制成DAP工程塑料单体和DAP工程塑料。写出以丙烯、邻二甲苯为原料制取DAP工程塑料的单体的相关化学方程式。32解析33答案返回