2.6材料的利用與發(fā)展（講義）（原卷版）

浙教版九年級(jí)上冊(cè)第二章第六節(jié)材料的利用和發(fā)展【知識(shí)點(diǎn)分析】一.材料與人類社會(huì)發(fā)展：1.原始人使用石器：石斧、石刀、箭頭、刮器，還有獸骨和魚(yú)骨制成骨針古代人開(kāi)始創(chuàng)造和使用陶器3.四千年前，人類進(jìn)入青銅器時(shí)代（圖為青銅器尊和司母戊鼎）4.煉鐵技術(shù)的發(fā)展，人們制造了犁，黏土燒制磚瓦，瓷器5.人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們有目的的改進(jìn)材料的性能，使半導(dǎo)體材料、光纖材料、碳纖維復(fù)合材料等新型材料不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了通訊、計(jì)算機(jī)、航空、航天等行業(yè)迅速發(fā)展。二.新型材料：新型材料：指新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的、具有優(yōu)異特性和功能并能滿足技術(shù)進(jìn)步所需的材料。當(dāng)前，最引人注目的新型材料有：光電子信息材料、先進(jìn)復(fù)合材料、超級(jí)陶瓷材料、新型金屬材料新型高分子材料、超導(dǎo)材料、納米材料等。納米材料：指其基本顆粒在1~100納米范圍內(nèi)的材料。如：納米陶瓷、新型納米油墨、納米鉛粉等。納米材料在機(jī)械強(qiáng)度、磁、光、聲、熱等方面和普通材料都有很大的不同。如納米陶瓷具有很好的韌性；新型納米油墨的色調(diào)更濃，書(shū)寫(xiě)的字跡色澤更好；將納米鉛粉加入固體燃料中，會(huì)使火箭推進(jìn)器的前進(jìn)速度加快好幾倍。三.材料制造與環(huán)境保護(hù)：1.背景：人們?cè)谥圃觳牧系倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多污染。為了減少或消除材料制造過(guò)程中的污染，人們需要探尋無(wú)污染或低污染的“綠色”新工藝，需要探索污染物的防治、轉(zhuǎn)化和綜合利用的途徑。2.實(shí)際生產(chǎn)制造產(chǎn)品時(shí)，需考慮的因素有：(1)科學(xué)性：合理可行(2)簡(jiǎn)便性：裝置簡(jiǎn)單易操作。(3)經(jīng)濟(jì)性：廉價(jià)，高效；(4)安全性：安全可靠；(5)環(huán)保性：少污染，無(wú)污染。3.工業(yè)“三廢”及處理(1)工業(yè)“三廢”是指廢水、廢渣和廢氣。(2)處理方法①“廢氣”處理一般是安裝回收設(shè)備，將有害氣體凈化或吸收②“廢渣”的處理一般是合理利用，有毒需處理③“廢水”的處理是建立污水處理廠，將有毒有害物質(zhì)清除干凈之后才可排放在化學(xué)工業(yè)中,除了要及時(shí)處理好“三廢”，還要努力提高原料的利用率，增加產(chǎn)品的產(chǎn)量，從根本上降低生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染?！纠}分析】【例1】溫州市馬鞍山龍泉窯遺址成為浙江省2020年度“十大”重要考古發(fā)現(xiàn)，實(shí)證溫州曾深度參與海上絲綢之路。該遺址出土物品用傳統(tǒng)材料制作，下列可能屬于該遺址物品的是（）A．陶瓷餐具B．防彈頭盔C．半導(dǎo)體集成電路 D．光導(dǎo)纖維【例2】如圖是一款變色眼鏡，它的鏡片內(nèi)含有溴化銀和氧化銅。在強(qiáng)光照射下，溴化銀分解成單質(zhì)溴和銀，鏡片顏色變深：當(dāng)光線變暗時(shí)在氧化銅催化作用下，又立即化合成溴化銀，鏡片顏色變淺。有關(guān)該眼鏡的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．塑料是有機(jī)合成材料B．鈦合金屬于化合物C．溴化銀分解后，銀元素的化合價(jià)降低D．溴和銀化合成溴化銀前后，氧化銅化學(xué)性質(zhì)不變【例3】1991年碳納米管被發(fā)現(xiàn)，碳納米管是由石墨中的碳原子卷曲而成的管狀的材料，管的直徑一般為幾納米（最小為1納米左右）到幾十納米，管的厚度僅為幾納米。碳納米管由于其獨(dú)有的結(jié)構(gòu)和奇特的物理、化學(xué)特性以及其潛在的應(yīng)用前景而受到人們的關(guān)注，下列有關(guān)碳納米管的說(shuō)法中正確的是（）A．碳納米管是一種新型的高分子修物B．碳納米管的化學(xué)性質(zhì)常溫時(shí)很穩(wěn)定C．碳納米管導(dǎo)電屬于化學(xué)變化D．碳納米管的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與金剛相同【例4】美國(guó)普度大學(xué)研發(fā)出一種制備氫氣的新工藝，流程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．鋁鎵合金可以循環(huán)使用B．太陽(yáng)能的利用可以部分解決能源危機(jī)問(wèn)題C．流程中的氧化鋁、水和氧氣都屬于氧化物D．鋁鎵合金與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+3H2OAl2O3+3H2↑【例5】為創(chuàng)建“國(guó)家環(huán)保模范城市”，很多城市將原來(lái)的垃圾桶換成分類垃圾收集箱。下圖是國(guó)家頒布的“城市生活垃圾標(biāo)志”。廢舊電池投入的垃圾收集箱上應(yīng)貼有的標(biāo)志是（）A． B． C． D．【例6】中國(guó)人民銀行發(fā)行的五角面值的硬幣的鑄造材料是A．無(wú)機(jī)非金屬材料 B．金屬材料 C．復(fù)合材料 D．合成塑料【例7】下圖是利用缺鐵性氧化物[Fe(1－y)O]進(jìn)行CO2再資源化研究的示意圖。下列說(shuō)法正確的是（）A．如該研究成熟并廣泛應(yīng)用，能緩解溫室效應(yīng)B．反應(yīng)①為置換反應(yīng)，反應(yīng)②為分解反應(yīng)C．反應(yīng)①提高了鐵的氧化物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)D．整個(gè)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：CO2C＋O2【例8】下列物體是使用塑料制成的是（

）A．用金、銀、銅等制作獎(jiǎng)牌B．用麻類纖維制作毛絨玩具C．用新型鋼材建造“鳥(niǎo)巢”D．用聚氟乙烯制造“水立方”外層膜【例9】蘭州西客站在建設(shè)中，使用了大量建筑材料．下列有關(guān)材料的敘述不正確的是A．建設(shè)過(guò)程中使用了大量的鋼，其硬度小于純鐵的硬度B．一些設(shè)施中使用的合成纖維屬于有機(jī)合成材料C．建設(shè)過(guò)程中，廢棄的金屬材料必須回收利用D．建設(shè)中使用了玻璃鋼、碳纖維等材料，它們是復(fù)合材料【例10】某毛絨玩具的外部材料為純羊毛，內(nèi)充物為無(wú)毒的合成纖維。下列說(shuō)法正確的是()A．制作毛絨玩具的內(nèi)充物是引起“白色污染”的主要物質(zhì)B．純羊毛和合成纖維可用燃燒法區(qū)別C．制作毛絨玩具的外部材料屬于有機(jī)合成材料D．合成纖維的吸水性和透氣性比純羊毛好【例11】把研究工作視為游戲是2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主海姆及其團(tuán)隊(duì)的特別之處。他們發(fā)現(xiàn)的新材料石墨烯有許多奇特的屬性：密度小、硬度大、柔軟、可回收，有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及抗拉伸能力，它也將會(huì)代替現(xiàn)有的硅材料。根據(jù)石墨烯的屬性，下列不能用石墨烯來(lái)制造的是（

）A．新型半導(dǎo)體材料B．優(yōu)良的絕緣材料C．超輕型飛機(jī)材料D．新型防彈衣材料【例12】下列關(guān)于金屬的說(shuō)法正確的是（

）A．人類使用金屬鋁的年代早于銅、鐵B．“真金不怕火煉”表明金（Au）在高溫條件下也很難與氧氣反應(yīng)C．合金的熔點(diǎn)高，可用于制造保險(xiǎn)絲D．將生銹的菜刀浸泡在食鹽水中，可除去其表面的鐵銹【例13】分類法是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要方法，下列說(shuō)法正確的是（

）A．甲烷和干冰都屬于有機(jī)物B．不銹鋼和金剛石都屬于合金C．尿素和硝酸鉀都屬于復(fù)合肥料D．塑料和合成纖維都屬于有機(jī)合成材料【例14】納米材料被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的新型材料。當(dāng)材料的晶粒（或微粒）的大小處于納米級(jí)時(shí)，其性質(zhì)就會(huì)出現(xiàn)奇異的變化。如：各種塊狀金屬顯示一定的顏色（多數(shù)銀白色，少數(shù)呈紅色），但當(dāng)其細(xì)化到納米級(jí)時(shí)，都成了黑色。納米ZnO能吸收雷達(dá)電磁波，可用作“隱形”飛機(jī)的涂料。下列說(shuō)法中，你認(rèn)為正確的是（

）A．用氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中，得到的銅粉是納米銅B．納米氧化鋅的化學(xué)性質(zhì)類似于納米氧化鐵，不能與稀硫酸反應(yīng)C．黑白照相底片上析出的黑色銀顆粒處于（或小于）納米級(jí)大小D．“隱形”飛機(jī)就是人的肉眼看不到的無(wú)色透明的飛機(jī)【例15】石頭紙是一種新型、環(huán)保紙張。它與傳統(tǒng)的木漿紙不同，是將碳酸鈣粉末加上15%的聚乙烯和5%的膠合劑，經(jīng)特殊工藝處理后制成。下列說(shuō)法正確的是（

）A．利用稀鹽酸可以區(qū)別石頭紙與木漿紙B．石頭紙的應(yīng)用不能減少對(duì)樹(shù)木的砍伐C．聚乙烯是一種天然有機(jī)高分子材料D．石頭紙極易溶于水并可以回收利用【例16】把研究工作視為游戲是2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主海姆及其團(tuán)隊(duì)的特別之處。他們發(fā)現(xiàn)的新材料石墨烯有許多奇特的屬性：密度小、硬度大、柔軟、可回收，有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及抗拉伸能力，它也將會(huì)代替現(xiàn)有的硅材料。根據(jù)石墨烯的屬性，下列不能用石墨烯來(lái)制造的是（

）A．新型半導(dǎo)體材料 B．優(yōu)良的絕緣材料 C．超輕型飛機(jī)材料 D．新型防彈衣材料【例17】石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，同時(shí)是在長(zhǎng)度和橫截面積相同條件下，電阻最小的材料。浙大科研團(tuán)隊(duì)研制出的新型鋁石墨烯電池，由金屬鋁箔負(fù)極、石墨烯正極及AlCl4電解液組成。這種電池可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環(huán)境中工作，在零下30攝氏度的環(huán)境中，這種新型電池能實(shí)現(xiàn)1000次充放電性能不減，而在100攝氏度的環(huán)境中，它能實(shí)現(xiàn)4.5萬(wàn)次。這種新型電池是柔性的，將它彎折一萬(wàn)次后，容量完全保持。根據(jù)以上材料分析：(1)石墨烯屬于______材料（選填“非金屬”“金屬”或“有機(jī)合成”）。(2)石墨烯電池的AlCl4電解液中，鋁元素的化合價(jià)為_(kāi)_____。(3)從充放電性能的角度考慮，鋁石墨烯電池更適合在______（選填“高溫”或“低溫”）環(huán)境中使用。(4)工人在生產(chǎn)石墨烯電池過(guò)程中，可能會(huì)將石墨烯納米粒子吸入肺部，若石墨烯納米粒子進(jìn)入血液，隨著血液循環(huán)，該粒子最先到達(dá)心臟的______（選填“左心房”“左心室”“右心房”或“右心室”）。?【例18】通過(guò)發(fā)明、創(chuàng)造讓世界變得更美好，更智能是人類永恒的追求！（1）2019年度100大最佳發(fā)明之一的折疊屏筆記本，可在平板電腦和筆記本間自由轉(zhuǎn)換。制造筆記本外殼使用的（工程）塑料屬于_____。A．合成有機(jī)高分子材料

B．復(fù)合材料

C．金屬材料（2）制造折疊屏的技術(shù)核心“鉸鏈”使用的不銹鋼的主要成分是_____。（3）使用石墨烯制造有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏，主要是因?yàn)槠渚哂袃?yōu)異的透光性和_____。（4）鋰離子電池體積小、容量大和無(wú)記憶效應(yīng)等性能，使電子產(chǎn)品的輕薄、便攜與持久續(xù)航成為可能。因此成就，2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了對(duì)鋰離子電池的研究有突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。筆記本電腦利用鋰電池供電使用過(guò)程中想要實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化是_____?！纠?9】眼鏡是人們常用的護(hù)眼工具。如圖是一款變色眼鏡的示意圖：（1）所標(biāo)物質(zhì)中屬于有機(jī)合成材料的是________。（2）該款變色眼鏡的玻璃里加入了溴化銀（AgBr）和氧化銅．在強(qiáng)光照射下，溴化銀分解成溴單質(zhì)（Br2）和銀，玻璃顏色變深，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________；當(dāng)光線變暗時(shí)，溴和銀在氧化銅作用下，重新生成溴化銀，玻璃顏色變淺，氧化銅在該反應(yīng)中起________作用?！纠?0】化學(xué)改變世界，科技改變生活。請(qǐng)回答：（1）我國(guó)自主研發(fā)的復(fù)興號(hào)動(dòng)車組列車，領(lǐng)跑世界，其制造材料有鋁合金等，在空氣中鋁制品耐腐蝕的原因是_____。（2）我國(guó)對(duì)石墨烯技術(shù)的研究居世界領(lǐng)先地位。石墨烯性能優(yōu)良，用途獨(dú)特，比如作太陽(yáng)能電池的電