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第3单元化学与材料的发展一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1.下列做法不利于食品安全的是()A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品B．在食用盐中添加适量的碘酸钾C．在食品加工中科学使用食品添加剂D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量解析：选A。A项，聚氯乙烯塑料难降解，污染环境，降解时释放出有毒气体，危害人体健康。2.下列物质中不含高分子化合物的是()A．猪肉B．棉花C．茶叶D．油脂解析：选D。油脂是高级脂肪酸甘油酯，不含高分子化合物。3.青铜器反映了古代高超的铸造工艺，是人类智慧的结晶。下列说法正确的是()A．青铜是一种铜锡化合物B．青铜器最早出现在我国西周时期C．青铜比纯铜的硬度低D．湖北出土的曾侯乙编钟是青铜制品解析：选D。青铜器是用铜锡合金制作的，不是铜锡化合物，A项错；最早的青铜器出现于西亚两河流域，在我国，夏朝就出现了青铜器，只是数量较少，排除B；青铜器艺术的杰出代表就是湖北出土的曾侯乙编钟。4.下列关于炼铁和炼钢的说法中，错误的是()A．炼铁是铁矿石被还原剂还原的过程B．炼钢是生铁被氧化剂氧化的过程C．炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石D．炼钢转炉中加入的生石灰是作造渣剂解析：选B。炼钢是降低生铁中碳的百分含量，将碳转化为CO2排出。5.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：选B。锡青铜是合金，合金的熔点往往降低。锡和铜在一定条件下形成原电池，锡较活泼作负极对铜有保护作用，在潮湿环境中腐蚀加快。电化学腐蚀也是化学反应的过程。6.下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是()A．常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可以常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀解析：选A。SiO2一般不与酸反应，但能被氢氟酸溶解；二氧化氯用于自来水的杀菌消毒，利用了它的氧化性；在海轮外壳上装铜块不能减缓海轮的腐蚀，应装锌块。7.下列关于金属保护方法的说法正确的是()A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后，仍能起到防止铁生锈的作用B．白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率很慢C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法解析：选B。A选项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，不能起到防止铁生锈的作用；B选项中镀层破损后由于锌的还原性比较强，发生电化学腐蚀时锌作负极被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D选项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。8.下列材料中属于功能高分子材料的是()A．合成橡胶B．高分子膜C．黏合剂D．涂料解析：选B。A、C、D中的物质属于传统高分子材料。9.某高聚物的结构片断如下：下列说法正确的是()解析：选D。由单体合成高分子时，若单体由加聚反应形成高分子，单体与高分子的链节组成相同；若单体由缩聚反应形成高分子，因缩去了小分子，单体与高分子链节的组成就不相同了。本题中单体和高分子链节的组成相同，所以可以断定这种高分子化合物是由同种单体加聚而成的。主链是碳链的高分子的链节和单体，首先要从主链的结构特点去分析。若主链内只有C—C，每两个碳原子为一链节，取这个片断，将C—C变为C===C，就找到合成这种高分子的单体。若主链内有C===C，则以C===C为中心取四个碳原子为一个片断，变C===C为C—C，把原来与C===C相邻的变为双键，即找到单体。本题属于第一种情况，主碳链只有C—C。10.下列有关纯铁的描述正确的是()A．熔点比生铁的低B．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C．在潮湿的空气中比生铁容易被腐蚀D．在冷的浓硫酸中可钝化解析：选D。生铁是铁和碳形成的合金，其熔点比纯铁低；生铁与盐酸反应可形成原电池，反应速率比纯铁与盐酸反应速率快；同理，在潮湿空气中生铁比纯铁易被腐蚀。11.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要的化学反应方程式为：4Fe＋3O2＋2xH2O===2Fe2O3·xH2O。右图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是()A．①B．②C．③D．④解析：选C。铁的腐蚀分化学腐蚀和电化学腐蚀，其中最主要的是电化学腐蚀，而电化学腐蚀中最常见的是在中性和弱酸性条件下的吸氧腐蚀，题中③处的铁块接触空气和水，最符合吸氧腐蚀发生的条件，所以腐蚀最快。12.下列事实不能用电化学理论解释的是()A．轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B．铝片不需用特殊方法保存C．保护钢闸门的时候，常常把钢闸门与电源的负极相连D．镀锌铁比镀锡铁耐用解析：选B。在轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块，在海水作用下与船壳的钢铁形成原电池，锌块作电池负极，保护了船壳；铝片由于表面形成了致密的氧化膜，能阻止内部金属继续被腐蚀，与电化学无关；钢闸门与电源负极相连，作为电解时的阴极被保护起来；镀锌铁中，铁作原电池的正极，被锌保护，而在镀锡铁中，铁作原电池的负极，很容易被腐蚀。所以选B。13.下列有关新型有机高分子材料的说法中，不正确的是()A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B．复合材料一般是以一种材料作基体，另一种材料作为增强体C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官都会受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度解析：选D。并不是所有人工合成的高分子材料植入人体后都出现排斥反应，有不少的新型高分子材料具有优异的生物相容性，在人体中排斥很小，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。14.橡胶属于有机高分子化合物，是重要的工业原料。它具有良好的弹性，但强度较差。为了增强某些橡胶制品的强度，往往需要进行硫化处理，橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。请分析下列橡胶制品中硫化程度最高的是()A．橡皮筋B．汽车外胎C．普通气球D．医用乳胶手套解析：选B。橡皮筋、普通气球的弹性好，所以硫化程度小，汽车外胎与医用乳胶手套相比，轮胎要承受较大的压力，所以制汽车轮胎的橡胶硫化程度最高。15.C3N4和Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷材料。下列说法中正确的是()A．C3N4和Si3N4晶体中都含有共价键B．C3N4和Si3N4中N的化合价均为＋3价C．C3N4和Si3N4易与水反应生成NH3D．C3N4晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度小解析：选A。C3N4和Si3N4中N为－3价，从其用途可知二者均不易与H2O反应，由于碳氮键的键长比硅氮键的键长短，则C3N4的硬度比Si3N4的大。二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16.(8分)聚苯乙烯是制造快餐盘(盒)的主要原料，也是造成“白色污染”的三大“主犯”(聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯)之一。聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：(1)聚苯乙烯的基本结构单元是________，聚苯乙烯是由________(填结构简式)通过________反应形成。(2)已知聚苯乙烯是线型结构的高分子化合物，试推测：它________(填“能”或“不能”)溶于氯仿(CHCl3)中。解析：有机高分子化合物的性质与其结构有关，故由其结构可判断其溶解性。依据可确定聚苯乙烯是由小分子苯乙烯加聚形成的。答案：(1)加聚(2)能17.(12分)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中________加入甲醛，且反应釜应装有________装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为___________________________________________________。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是__________________________________________________。玻璃钢具有____________________等优异性能(写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是________。a．深埋b．粉碎后用作树脂填料c．用作燃料d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂解析：(1)为了控制反应速度，防止反应液温度过高，应缓慢地向反应釜中加入甲醛，并要装有冷却装置。(3)玻璃钢是由玻璃纤维和高分子材料复合而成，其中玻璃纤维的作用是增强体，合成材料是基体。(4)塑料深埋地下较长时间也不会腐烂，会造成严重的“白色污染”，故a错；作为燃料会放出大量有毒气体，不符合低碳环保要求，酚醛塑料在有机溶剂中，只溶胀而不溶解。答案：(1)缓慢冷却(2)纯碱SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑(3)增强作用密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等(4)b18.(8分)已知周期表中，元素Q、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题。(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是______________；(3)W和Q所形成的高温结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的四氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCl气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是__________________________________________________________________________________________________。解析：从Q的相同价态氧化物可以相互转变，可知Q为氮元素，W与Q可形成一种高温结构陶瓷，确定W为硅，W的四氯化物为SiCl4。抓住Q、W、Y与X相邻，Y的最高价氧化物的水化物为强酸，Y为硫元素，从而知X为P，Q为N，W为Si。答案：(2)NO2和N2O4(3)SiCl4＋4NH3=====△Si(NH2)4＋4HCl、3Si(NH2)4=====高温Si3N4＋8NH3↑19.(13分)铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下：(1)写出得到单质铁的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验证生成了单质铁：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置末端气球的作用为______________________________________。实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO？原因是什么？_________________。解析：检验是否生成单质，在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁；反应结束后，得到的铁还是赤热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入CO。答案：(