《優(yōu)化探究》2016屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí)課時作業(yè)：選2-3化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用

1、課時作業(yè)化學(xué)與材料的制造和應(yīng)用1材料是人類生存和社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，不同的材料功能各不相同。以下都是有關(guān)材料的內(nèi)容，試根據(jù)所給內(nèi)容回答問題。(1)有機(jī)高分子材料形式多樣，ABS樹脂廣泛用于制造電訊器材、汽車、飛機(jī)零部件和各種儀器的外殼，它的結(jié)構(gòu)可以表示為：試寫出對應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)簡式CHCH2CN、_、_。(2)高分子吸水樹脂可以由聚乙烯醇()和聚丙烯酸鹽()交聯(lián)得到。從結(jié)構(gòu)上看，該高分子吸水材料具有吸水性，因?yàn)樗鼈兌季哂衉基團(tuán)。2光纖預(yù)制棒是光纜生產(chǎn)的最“源頭”項(xiàng)目，目前國內(nèi)光纜生產(chǎn)廠家約200家，大部分靠買進(jìn)口光纖預(yù)制棒來生產(chǎn)光纜。(1)光纖預(yù)制棒跟光導(dǎo)纖維的成分相同，那么光纖預(yù)制棒的化學(xué)成分

2、是_。(2)如果把光纜裸露在堿性土壤中，結(jié)果會短路，用離子方程式說明原因_。(3)下列說法正確的是_。A石英和普通玻璃都是硅酸鹽制品B二氧化硅是良好的半導(dǎo)體材料C工藝師用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品D石英與二氧化碳中的化學(xué)鍵相同(4)石英可以制備各種各樣的陶瓷制品，如坩堝、蒸發(fā)皿、氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等。寫出氮化硅的化學(xué)式_，工業(yè)上用石英、焦炭、氮?dú)庠诟邷貤l件下制備氮化硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析：(1)光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅。(2)二氧化硅與堿反應(yīng)生成可溶性的硅酸鹽。(3)石英的主要成分是二氧化硅，故石英不是硅酸鹽；晶體硅是半導(dǎo)體材料，二氧化硅不是半導(dǎo)體材料；鹽酸與二氧化硅不反應(yīng)，工藝師用

3、氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品；二氧化硅和二氧化碳中的化學(xué)鍵都是共價鍵。(4)氮化硅中氮為3價，硅為4價，故其化學(xué)式為Si3N4。答案：(1)SiO2(2)SiO22OH=SiOH2O(3)D(4)Si3N43SiO22N26CSi3N46CO3材料在人類生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中具有廣泛和用途，而化學(xué)與材料的制備有著密切的關(guān)系。(1)傳統(tǒng)的硅酸鹽材料是無機(jī)非金屬材料，其中需要經(jīng)過原料混合成型干燥燒結(jié)冷卻等工序的是_。(2)下列屬于新型無機(jī)非金屬材料的是_。a光學(xué)玻璃b混凝土c單晶硅 d光纖(3)自然界中的金屬元素多以化合物的形式存在于天然礦物中。根據(jù)不同金屬的性質(zhì)，金屬冶煉可采用不同的方法，如冶煉鋁的

4、方法是_法；用化學(xué)方程式表示冶煉鐵的原理：_(寫一個)，從氧化鉻中還原出鉻并能產(chǎn)生大量熱量的反應(yīng)方程式是_。(4)PAFCAlFe(OH)nCl6nm是應(yīng)用廣泛的高效凈水劑，下列關(guān)于PAFC的說法中正確的是_。aPAFC是一種新型的有機(jī)高分子材料bPAFC中Fe顯2價cPAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中均會失去凈水作用dPAFC溶于水能電離出OH，它是一種堿解析：(1)傳統(tǒng)硅酸鹽材料主要是指玻璃、水泥、陶瓷等。(2)由單晶硅與光纖的用途、組成知它們是新型無機(jī)非金屬材料。(3)常采用電解法冶煉鋁，熱還原法冶煉鐵。(4)由正負(fù)化合價的代數(shù)和為零知，AlFe(OH)nCl6nm，中鐵為3價；由AlFe(

5、OH)nCl6nm的組成知它是一種新型無機(jī)材料；在強(qiáng)酸性溶液中Fe3、Al3的水解會受到抑制，無法形成相應(yīng)的膠體，在強(qiáng)堿性溶液中則會形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，這樣就失去了凈水功能。答案：(1)陶瓷(2)cd(3)電解Fe2O33CO2Fe3CO2(其他合理答案也可)Cr2O32AlAl2O32Cr(4)c4鋼鐵是目前人類使用最廣泛的材料之一?；卮鹣铝懈黝}：(1)鐵的氧化物中具有磁性(能吸引鐵單質(zhì))的是_(填化學(xué)式)，若煉鐵過程中使用的還原劑是一氧化碳，則用具有磁性的鐵的氧化物冶煉鐵的化學(xué)方程式是_。(2)工業(yè)生產(chǎn)中用鐵礦石冶煉金屬鐵的主要方法是_，用生鐵煉鋼的主要方法是_。(3)

6、煉鐵的原料有鐵礦石、焦炭和石灰石等，其中起熔劑作用的是_。目的是除去鐵礦石中的_。(4)將生鐵冶煉成碳素鋼要解決的主要問題是適當(dāng)降低_，除去大部分_等有害雜質(zhì)。解析：(1)鐵的氧化物有FeO、Fe2O3和Fe3O4等，其中Fe3O4具有磁性。工業(yè)煉鐵時，高溫下一氧化碳將鐵的氧化物還原為鐵，一氧化碳被氧化為二氧化碳。(2)目前工業(yè)煉鐵、煉鋼采用的方法多為高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼。(3)高爐煉鐵的原料中必須有合適比例的石灰石，其作用是作為雜質(zhì)的熔劑，除去鐵礦石中的脈石(主要成分為二氧化硅)，使其轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)比較低的硅酸鈣。(4)由于冶煉鐵時采用焦炭，故生鐵中含有一定量的碳元素，鋼中碳的含量很低，而且鋼中要

7、求不含硫、磷等元素。答案：(1)Fe3O4Fe3O44CO3Fe4CO2(2)高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼(3)石灰石脈石(4)生鐵中碳的含量硫、磷5用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的流程如下：請回答下列問題：(1)操作、操作、操作都用到的玻璃儀器有_。(2)寫出由溶液B生成Al(OH)3的離子方程式：_。(3)工藝流程中涉及氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(4)生產(chǎn)過程中，除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_(填化學(xué)式)。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是_(填化學(xué)式)。解析：(1)操作、操作、操作都是過濾，過濾需要燒杯、漏斗、玻璃棒。(2)NaAl(OH)4溶液中通入CO2生成Al(O

8、H)3沉淀和Na2CO3，其離子方程式為2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3COH2O。(3)只有電解熔融Al2O3的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。(4)生成的CaCO3受熱分解得到CaO、CO2，可見CaO、CO2可循環(huán)使用。操作所得的Fe2O3和電解熔融Al2O3得到的O2為副產(chǎn)品。答案：(1)燒杯、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由黃銅礦(主要成分是CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下： (1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1 000 左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成

9、Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物，該過程中兩個主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_，反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是_。(2)冰銅(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石英砂)在1 200 左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_、_。(3)粗銅的電解精煉如右圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極_(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_。解

10、析：(1)由黃銅礦和空氣在1 000 左右的溫度下反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物可寫出方程式：2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2，再由“部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物”這一信息寫出方程式：2FeS3O22FeO2SO2。將煉鐵時生成爐渣的反應(yīng)(CaOSiO2CaSiO3)遷移到本題，不難得出生成爐渣的主要成分為FeSiO3。(3)電解精煉銅時，粗銅為陽極，即題圖中的c極；d極為陰極，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu；粗銅中活潑性比銅弱的Au、Ag在陽極溶解時從陽極上脫落下來形成“陽極泥”，比銅活潑的雜質(zhì)Fe以Fe2的形式進(jìn)入電解液中。答案：(1)2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO22F

11、eS3O22FeO2SO2FeSiO3(2)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2(3)cCu22e=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方，F(xiàn)e以Fe2的形式進(jìn)入電解液中7廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下：(1)電解時廢舊刀具做陽極，不銹鋼做陰極，HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為_。(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是_?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖?，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗滌CoC2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響，但焙燒時會造成環(huán)境污染，原

12、因是_。(4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。解析：(1)HCl溶液為電解液，不銹鋼做陰極的反應(yīng)為2H2e=H2。(2)加入H2O2，將Fe2氧化為Fe3，因此濾餅主要成分為Fe(OH)3，洗滌液中含Co2需回收利用。(3)CoC2O4焙燒時若含NH4Cl會產(chǎn)生NH3和HCl，污染環(huán)境。答案：(1)2H2e=H2(2)Fe(OH)3Co2(或Co)(3)NH4Cl焙燒時NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl(4)Co2O33H22Co3H2O8金屬鈦(Ti)因具有許多神奇的性能而越來越引起人們的關(guān)注，被譽(yù)為“未來金屬”。常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，加熱至紅熱時，能與常見的非金屬反應(yīng)。工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制取金屬鈦的主要工藝過程如下：(1)從金屬礦石中提煉金屬一般需要經(jīng)過三個階段，上述工藝中涉及的有_、金屬的精煉；沒有涉及的一個階段是_；生鐵實(shí)際上屬于鐵、_等元素形成的合金。若生產(chǎn)中碳的氧化產(chǎn)物主要為一種可燃性氣體，請分別寫出反應(yīng)、的化學(xué)方程式：_、_。(2)生產(chǎn)中，碳除了做還原劑還原金屬礦物，另一個重要作用是_；反應(yīng)是在氬氣的環(huán)境中進(jìn)行，目的是_，如何從反應(yīng)后的固體中獲得金屬鈦：_。解析：(1)反應(yīng)、中生成的可燃性氣體是CO，中除CO外還有單質(zhì)鐵、TiO2生成；中產(chǎn)物只有CO、TiCl4兩種。(2)因上述冶煉均需要在高溫下進(jìn)