高中化學人教版化學與生活第三章探索生活材料單元測試 2023版第3章章末歸納提升

金屬的腐蝕與防護1.金屬腐蝕金屬腐蝕是指金屬(或合金)跟周圍接觸到的氣體(或液體)反應而腐蝕損耗的過程。(1)化學腐蝕金屬跟接觸到的物質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。特點：反應簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應。(2)電化學腐蝕不純的金屬(或合金)與電解質溶液接觸，發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失電子而被氧化。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(鐵：負極,碳：正極,水膜電解質溶液))在鋼鐵表面形成無數(shù)微小原電池(3)化學腐蝕與電化學腐蝕的對比①本質：金屬原子失電子而被氧化，M－ne－=Mn＋。②化學腐蝕：金屬與其他物質(不是電解質溶液)eq\o(→,\s\up10(直接發(fā)生氧化反應),\s\do15(無電流產生))金屬被氧化。電化學腐蝕：不純金屬或合金與電解質溶液eq\o(→,\s\up10(發(fā)生原電池反應),\s\do15(有電流產生))活潑金屬被氧化。③相互關系：往往同時發(fā)生，電化學腐蝕要比化學腐蝕普遍得多。2．金屬的防護金屬防護的方法用途舉例改變金屬的內部組織結構在鋼鐵里加Ni、Cr制成不銹鋼在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面噴油漆，在金屬Fe表面鍍上一層Zn或層Sn，在自行車鋼圈表面鍍上一層Cr在需保護的金屬上用導線連接一種比該金屬更易失電子的金屬在輪船船身上裝上一定數(shù)量的Zn塊，地下鋼管連接鎂塊來防止鋼鐵的腐蝕下列說法正確的是()A．鋼鐵因含雜質而容易發(fā)生電化學腐蝕，所以合金都不耐腐蝕B．原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來減緩金屬的腐蝕C．鋼鐵電化學腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于水膜的pH不同，引起的正極反應不同D．無論哪種類型的腐蝕，其實質都是金屬得到電子被氧化【解析】本題考查金屬腐蝕的實質和類型。金屬的腐蝕就是金屬失電子而被氧化的過程，D錯誤。依據電化學腐蝕中析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理，可知C正確。利用原電池反應既可以加快金屬的腐蝕，也可用以防止金屬的腐蝕，例如鍍鋅鐵中的Fe不易腐蝕，所以A、B不正確?！敬鸢浮緾幾種常見生活材料的主要成分歸納生鐵Fe、C不銹鋼Fe、Cr、Ni硬鋁Al、Cu、Si、Mg、Mn黃銅Cu、Zn青銅Cu、Sn白口鐵Fe、Zn馬口鐵Fe、Sn玻璃CaSiO3、Na2SiO3、SiO2水泥3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3光導纖維SiO2黏土Al2O3·2SiO2·2H2O普通玻璃、鋼鐵和玻璃鋼是三種不同的材料，它們在性能方面差別很大。請根據學過的知識，回答下面問題?！緦W號：72062066】(1)普通玻璃的成分是____________________________________________________________________________________________________________。(2)鐵在人類的生產和生活中有著十分重要的應用。鐵的應用經歷了________到________到________的演變過程。(3)某種復合材料具有耐高溫、強度高、導電性好、導熱性好的特點，估計該復合材料的基體和增強劑材料可能分別為________。A．金屬；CB．陶瓷；SiO2C．合成樹脂；SiO2、Al2O3、MgOD．合成樹脂；C【解析】(1)玻璃是常見的硅酸鹽材料。制普通玻璃的主要反應為CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫))CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，但原料中石英是過量的，所以普通玻璃的成分為硅酸鈣、硅酸鈉、二氧化硅。(2)由鐵礦石煉得的生鐵雖然硬度很大，但較脆且不易加工，人們就想辦法降低生鐵中的碳元素，調節(jié)其中的硅、錳等元素，將鐵轉化為鋼，大大改善了其性能。但是，鋼鐵很容易銹蝕，于是不銹鋼應運而生。因此，鐵的應用經歷了“鐵——普通鋼——不銹鋼等特種鋼”的演變過程。(3)復合材料兼具有基體和增強體的優(yōu)點，據此可判斷，應該為金屬和C的復合材料?！敬鸢浮?1)硅酸鈣、硅酸鈉、二氧化硅(2)鐵普通鋼不銹鋼(3)A1．鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學性質，某同學將盛有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如圖所示)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)象是()A．鐵屑不生銹，試管內液面上升B．鐵屑不生銹，試管內液面高度不變C．鐵屑生銹，試管內液面上升D．鐵屑生銹，試管內液面高度不變【解析】裝置中的生鐵屑在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，電池反應為2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，最終Fe(OH)3失水生成鐵銹，A、B錯誤；因反應消耗氧氣，使試管內氣壓減小，液面上升，C正確，D錯誤?！敬鸢浮緾2．隨著工業(yè)的高速發(fā)展，橡膠的產量和性能已不能滿足工業(yè)生產的需要。近年來，人們合成了一種無機耐火橡膠，它的結構簡式應是()A．CH2—CH=CH—CH2【解析】一般碳氫化合物易燃，故選C?！敬鸢浮緾3．下列關于天然橡膠的說法中，不正確的是()A．能在汽油中溶脹B．天然橡膠日久后會老化，實質上發(fā)生的是氧化反應C．天然橡膠加工時要進行硫化，實質上是打開碳碳雙鍵，形成碳硫鍵或雙硫鍵D．天然橡膠是具有網狀結構的高分子化合物【解析】天然橡膠的成分是聚異戊二烯()具有線型結構，能在汽油中溶脹。由于分子中有碳碳雙鍵，易發(fā)生氧化反應而老化?！敬鸢浮緿4．下列有關物質的用途(括號內為其用途)錯誤的是()【導學號：72062067】A．SiO2(制作光纖)B．Si和Ge(半導體材料)C．鋼化玻璃(汽車窗玻璃)D．氮化硅陶瓷(作導熱劑)【解析】A項中SiO2是制光纖的原料；B項中Si和Ge是重要的半導體材料；C項中鋼化玻璃破碎時形成玉米粒大小的顆粒，無尖銳的棱角，不會傷人，故可作汽車窗玻璃；D項中氮化硅陶瓷的其中一個特點是絕熱，不能作導熱劑?！敬鸢浮緿5．每年世界上鋼鐵的產量很高，但鋼鐵腐蝕也給人類帶來了巨大的損失，因此如何更好地進行金屬防護，一直是科學研究領域中的重要課題?！緦W號：72062068】(1)鋼鐵在潮濕的空氣中的銹蝕主要屬于________，沿海地區(qū)的鋼鐵腐蝕比內陸地區(qū)更嚴重的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)據環(huán)保部門測定，我國一些大城市的酸雨pH＝。在酸雨季節(jié)鐵制品極易腐蝕，則在其腐蝕中正極發(fā)生的反應是_______________________________。(3)焊接鋼鐵時，常用________溶液除去鐵銹，原因是溶液呈________性。【答案】(1)電化學腐蝕(或吸氧腐蝕)沿海地區(qū)潮濕的空氣中含電解質NaCl，加速了金屬腐蝕(2)2H＋＋2e－=H2↑(3)NH4Cl酸6．材料是人類賴以生存與發(fā)展的重要物質基礎。(1)普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和_____________(填化學式)。用于汽車或火車車窗的玻璃是________玻璃。(2)人類最早使用的合金是________。(3)鈦及鈦合金被譽為“________金屬”和“________金屬”。(4)近年來，人們又設計出了許多新型合金，如____________________、鈦合金、形狀記憶合金等。(5)自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的________(填元素符號)，鍍層破損后，自行車鋼圈表面在潮濕的空氣中發(fā)生電化學腐蝕時，負極的電極反應式為_________________________________________________________________________________________________________________。(6)在復合材料中，一種材料作________，另外一種材料作________，如________就是一種復合材料。(7)剛玉常用于手表軸承、砂輪和研磨等，剛玉的成分化學式是________。(8)硅酸鹽水泥的主要成分是______________________________________，為調節(jié)水泥的硬化速度，常在水泥中加入________。(9)工業(yè)上制水泥和玻璃需用到的共同的原料是________，制水泥和陶瓷需用到的共同的原料是________。【解析】(1)普通玻璃是用SiO2與Na2CO3、CaCO3在玻璃熔爐中高溫生成的，主要成分是Na2SiO3、CaSiO3與SiO2，普通玻璃高溫下快速冷卻可得鋼化玻璃，鋼化玻璃的強度大，不易碎，且破碎時沒有棱角，常用于車窗玻璃。(2)人類在使用石器時代的后期就開始學會鑄造青銅器了。(3)鈦被譽為“21世紀”的金屬，其合金在太空與深海領域有廣泛用途，也被譽為空間金屬或深海金屬。(4)新型合金材料不斷發(fā)明，其中一種儲氫合金工作原理為2Li＋H2=2LiH，LiH＋H2O=LiOH＋H2↑。(5)自行車鍍層(鉻)破損后易發(fā)生吸氧腐蝕，其中鐵是負極，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋。(6)復合材料是一種材料為基體，另一種材料為增強劑復合而成的，具有更優(yōu)良性能的新材料。(7)剛玉也稱人造寶石，成分為Al2O3。(8)為調節(jié)水泥的硬化速度，常在水泥中加入石膏。(9)工業(yè)上制取玻璃的原料：純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)，制水泥的原料是黏土與石灰石(CaCO3)，制陶瓷主要原料是黏土。【答案】(1)SiO2鋼化(2)青銅(3)空間深海(4)儲氫合金(5)CrFe－2e－=Fe2＋(6)基體增強劑玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)(其他合理答案也可)(7)Al2O3(8)3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3石膏(9)石灰石黏土綜合檢測(三)(時間：60分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分)1．制造保險絲時，在鉛中加入銻和少量其他金屬的最主要原因是()【導學號：72062168】A．升高熔點 B．降低熔點C．減小硬度 D．增強抗腐蝕能力【解析】在鉛中加入銻和少量其他金屬制造的鉛銻合金，使熔點降低，便于熔化?！敬鸢浮緽2．有關合金的敘述錯誤的是()A．鐵與非金屬元素氯、氧很難形成合金B(yǎng)．合金是混合物C．合金具有固定的熔點D．形成合金后，其熔點要提高【解析】活潑的非金屬與金屬發(fā)生反應很難形成合金，形成合金的非金屬一般活潑性較差，熔點較高，如碳、硅等；合金是一類特殊的混合物，具有固定的熔點，且熔點比成分金屬低?！敬鸢浮緿3．美麗的“水立方”(WaterCube)是北京奧運會游泳館。設計靈感來自于有機細胞的天然圖案以及肥皂泡的形成。在這個中心的藍色氣泡墻之內，鋼結構的基本單位是一個由12個正五邊形和2個正六邊形所組成的幾何細胞。覆蓋這個框架的是半透明的氣泡，稱為PTFE膜(聚四氟乙烯)，它能為場館帶來更多的自然光。下列說法不正確的是()A．PTFE可以使溴水褪色B．PTFE是通過加聚反應合成的C．PTFE的單體是CF2=CF2D．PTFE化學穩(wěn)定性，耐酸、堿性良好【解析】聚四氟乙烯的結構單元為—CF2—CF2—，因此可知它是由單體CF2=CF2通過加聚反應合成的，故B、C正確，聚四氟乙烯中無不飽和鍵，不能使溴水褪色?！敬鸢浮緼4．航天科學家正在考慮用塑料飛船代替鋁質飛船進行太空探索。其依據是()A．塑料是一種高分子化合物，可以通過取代反應大量生產B．塑料生產中加入添加劑可得到性能比鋁更優(yōu)良的新型材料C．塑料用途廣泛，可從自然界中直接得到D．塑料是有機物，不會和強酸或強堿作用【解析】用塑料飛船代替鋁質飛船，其依據一定是其性能上的差異。在塑料生產中加入添加劑改變其成分，能得到質量輕、性能好、成本低的新型材料，這就是取代鋁質(一般含有Mg、Ti等多種合金元素)材料的依據?！敬鸢浮緽5．鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，自來水管銹蝕最快的是()【導學號：72062169】A．鐵水龍頭 B．銅水龍頭C．塑料水龍頭 D．陶瓷水龍頭【解析】Fe－Cu－自來水(作電解質溶液)形成原電池，其中Fe作負極，而加快腐蝕?！敬鸢浮緽6．某種塑料的結構可表示為，合成該塑料所需的原料是()A．CH3Cl B．CH2=CHCl =CHCl【解析】該高分子化合物的鏈節(jié)只有2個碳原子，說明是發(fā)生加聚反應生成的高聚物，將鏈節(jié)的兩個半鍵閉合即得單體CH2CHCl?！敬鸢浮緽7．下列電池工作時，O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池【解析】鋅錳電池，正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－，MnO2在正極放電，A錯誤。氫燃料電池，正極反應(酸性條件下)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，O2在正極放電，B正確。鉛蓄電池，正極反應：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，PbO2在正極放電，C錯誤。鎳鎘電池，正極反應：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正極放電，D錯誤。【答案】B8．材料是人類賴以生存的重要物質基礎，而化學是材料科學發(fā)展的基礎。下列有關材料的說法中，正確的是()A．生活中的玻璃、陶瓷、水泥屬于無機硅酸鹽材料，其生產原料都需要使用石灰石B．合金材料鋼鐵里的鐵和碳在潮濕的空氣中因構成許多原電池而易發(fā)生電化學腐蝕C．居室裝修材料如化纖地毯、三合板、花崗巖等均會釋放出污染空氣的甲醛氣體D．造成“白色污染”的聚氯乙烯塑料在日常生活中可用來進行食品包裝【解析】陶瓷原料是黏土；鋼鐵是合金材料，在潮濕空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕；花崗巖會釋放出放射性元素；聚氯乙烯塑料有毒，不能盛裝食品?！敬鸢浮緽9．以下現(xiàn)象與電化學腐蝕無關的是()A．黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產生銅綠B．生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C．鐵質器件附有銅質配件，在接觸處易生鐵銹D．銀質獎牌久置后表面變暗【解析】選項A中黃銅(銅鋅合金)可以構成原電池，被腐蝕的金屬應是金屬性較強的鋅而不是銅，所以不會產生銅綠。選項B中生鐵中含有碳，可以構成原電池從而使鐵腐蝕生銹。選項C中鐵與銅接觸構成原電池，鐵比銅活潑，鐵被腐蝕生成鐵銹。選項D中銀質獎章是由較純的銀制作的，不構成原電池，久置后變暗是跟空氣中的物質發(fā)生氧化還原反應造成的?！敬鸢浮緿10．化學與生產、生活緊密相連，下列敘述正確的是()A．石油的分餾、煤的氣化屬于物理變化；石油的裂解、煤的干餾屬于化學變化B．鋁及合金是日常生活廣泛使用的材料，通常用電解氯化鋁的方法制取鋁C．綠色化學期望從源頭消除污染，生產過程中充分利用原料，實現(xiàn)零排放D．在江河入?？诘匿撹F閘門上安裝銅塊或鋅塊，均可防止鋼鐵閘門被腐蝕【解析】A．煤的氣化、石油的裂解屬于化學變化；B.氯化鋁為共價化合物，熔融態(tài)不導電，金屬鋁的冶煉方法是電解熔融的氧化鋁；C.綠色化學期望從源頭消除污染，生產過程中充分利用原料，實現(xiàn)零排放；D.在鋼鐵閘門上安裝銅塊，鐵、銅和電解質溶液形成原電池，鐵作負極，加快鋼鐵閘門的腐蝕?！敬鸢浮緾11．開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關材料的說法正確的是()A．氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料B．普通玻璃、有機玻璃都屬于硅酸鹽C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D．單晶硅常用于制造光導纖維【解析】A．氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料，A正確；B.有機玻璃不屬于硅酸鹽產品，B錯誤；C.纖維素為天然高分子化合物，而纖維素硝酸酯是人工合成的，C錯誤；D.二氧化硅是制造光導纖維的主要材料，D錯誤?！敬鸢浮緼12．相同材質的鐵在圖中的四種情況下最不易被腐蝕的是()【導學號：72062170】【解析】A中，食醋提供電解質溶液環(huán)境，鐵勺和銅盆是相互接觸的兩個金屬極，形成原電池，鐵是活潑金屬作負極；在B中，食鹽水提供電解質溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負極，碳作正極；在D中，酸雨提供電解質溶液環(huán)境，鐵鉚釘和銅板分別作負、正極，形成原電池；在上述三種情況中，都是鐵作負極，鐵容易被腐蝕；在C中，銅鍍層將鐵球覆蓋，使鐵被保護，所以鐵不易被腐蝕?！敬鸢浮緾二、非選擇題(共40分)13．(7分)日常生產、生活中用到許多金屬制品，從實用美觀角度考慮，選擇下列合適的金屬材料或保護(防腐蝕)方法，將序號填入下表相應空格中。①不銹鋼②白鐵(鍍鋅鐵皮)③鋁合金④鍍鉻鐵管⑤涂漆⑥鑲嵌鋅塊⑦與直流電源負極相連(陰極保護法)用途選用材料或保護方法菜刀樓梯扶手或陽臺護欄水桶航海輪船水閘吊車塔架房門窗框【解析】解答本題除理論聯(lián)系實際外，還要結合日常觀察，綜合分析得出結論。菜刀接觸潮濕較多，且要求機械強度大，清潔衛(wèi)生等，故選不銹鋼；樓梯扶手、護欄等要求安全美觀，經濟實惠，故選鍍鉻鐵管；水桶處于潮濕環(huán)境，且摩擦碰撞較多，故選鍍鋅鐵皮；航海輪船則采用鑲嵌鋅塊法保護，效果良好；水閘位置固定宜采用外加電流的陰極保護法；吊車塔架只求堅固防銹且經濟，故涂漆保護就可以了；門窗框從輕便美觀考慮，可選用鋁合金材料。【答案】①④②⑥⑦⑤③14．(12分)玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或長石)高溫熔融而成，主要反應的化學方程式為___________________________。(2)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是________。玻璃鋼具有________優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。(3)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是________。a．深埋b．粉碎后用作樹脂填料c．用作燃料d．用有機溶劑將其溶解，回收樹脂【解析】(1)利用石灰石、純堿、石英砂生成玻璃的化學方程式為Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do15())Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do15())CaSiO3＋CO2。(2)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子材料復合而成的復合材料，其中玻璃纖維的作用是增強體，酚醛樹脂是基體；它的優(yōu)點有：強度高、質量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)良性能。(3)廢舊合成材料的再生利用主要途徑是：①通過再生和改性，重新做成多種有用的材料和制品；②采用熱裂解或化學處理方法使其分解，用于制備多種化工原料。因為塑料深埋地下一百年也不會腐爛，造成嚴重的白色污染，故a錯；酚醛塑料不能溶解于有機溶劑，故d錯。【答案】(1)純堿Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do15())Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫),\s\do15())CaSiO3＋CO2↑(2)增強體強度高、質量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等(3)b15．(6分)材料是人類生存和發(fā)展的物質基礎，合理使用材料可以改善我們的生活。【導學號：72062171】(1)居室裝修所使用的人造板材會釋放出一種揮發(fā)性物質，長期接觸會引起過敏性皮炎，免疫功能異常，該揮發(fā)性物質是________(填字母)。A．酒精B．蔗糖C．甲醛(2)金屬制品保存不妥當，容易發(fā)生腐蝕，金屬腐蝕的本質是________。【解析】(1)裝修材料會揮發(fā)出多種有機化合物如甲醛、苯、甲苯、丙酮等污染性氣體，對人體產生危害，故選C；(2)金屬腐蝕的本