2.6材料的利用與發(fā)展3

2.6材料的利用與發(fā)展學習目錄學習目錄目錄TOC\o"13"\h\z\u模塊一知己知彼 1模塊二知識掌握 1知識點一、材料與人類社會發(fā)展 1知識點二、新型材料 2知識點三、材料制造與環(huán)境保護 3模塊三鞏固提高 6知識重點知識重點模塊一知己知彼學習目標目標解讀1.了解材料的發(fā)展與人類文明的關(guān)系。2.了解新型材料的性能和使用。3.了解在制造材料過程中產(chǎn)生的污染以及如何防治。解讀1：知道新型材料的性能和使用，常見題型為選擇題、填空題，難度較小。解讀2：了解材料的發(fā)展、材料制造與綠色化學，常見題型為選擇題，難度較小。模塊二知識掌握知識點一、材料與人類社會發(fā)展材料的發(fā)展歷程：石器→陶器→青銅器→鋼鐵→合成材料→新型材料。人類對金屬材料的使用不僅與金屬的活動性有關(guān)，還與金屬冶煉的難易程度有關(guān)。如人類最早使用的金屬材料是銅，目前使用最多的金屬材料是鐵及鐵的合金。雖然地殼中含量最多的金屬元素是鋁，但由于鋁的金屬活動性較強，冶煉具有一定的難度，因而鋁的利用比銅和鐵晚的多。知識點二、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)進步所需的材料。特點：具有優(yōu)異特性和功能，與普通材料的性質(zhì)差別很大。當前，最引人注目的新型材料有：光電子信息材料、先進復合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料新型高分子材料、超導材料、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。納米材料在機械強度、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，書寫的字跡色澤更好；將納米鉛粉加入固體燃料中，會使火箭推進器的前進速度加快好幾倍。下列杯子使用的主要材料中，屬于有機合成材料的是（）A．不銹鋼水杯 B．玻璃水杯 C．陶瓷水杯 D．塑料水杯【解答】解：A、不銹鋼水杯是用不銹鋼制成的，屬于金屬材料，故選項錯誤。B、玻璃水杯是用玻璃制成的，屬于無機非金屬材料，故選項錯誤。C、陶瓷水杯是用瓷土燒制而成的，屬于無機非金屬材料，故選項錯誤。D、塑料水杯是用塑料制成的，塑料屬于三大合成材料之一，故選項正確。故選：D。超導現(xiàn)象是指材料在溫度降低到某一值時電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，能發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導體。超導體有廣泛的應用價值，但不適用于制作（）A．電飯煲的電熱板 B．電動機的線圈 C．遠距離輸電的導線 D．發(fā)電機的線圈【解答】解：利用超導體的零電阻特點可以實現(xiàn)遠距離輸電、做電動機、發(fā)電機的線圈等，但是由于超導體零電阻特點，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，超導體電阻為零時不會產(chǎn)生熱量，故不能做電飯煲的電熱板，故A正確、BCD錯誤。故選：A。石墨烯是單層碳原子面材料，由其制成的石墨烯薄膜，具有超薄超輕，超強導熱性、導電性和超優(yōu)光敏性等優(yōu)點。下列說法錯誤的是（）A．石墨烯是一種碳單質(zhì)，可用于新型電池電極 B．石墨烯由碳元素組成，完全燃燒只生成CO C．石墨烯薄膜材料可用于智能、平板電腦等設(shè)備的散熱層 D．石墨烯薄膜材料可用于穿戴設(shè)備和無線傳感等領(lǐng)域【解答】解：A、石墨烯是一種碳單質(zhì)，可用于新型電池電極，故A正確；B、石墨烯由碳元素組成，完全燃燒生成CO2，故B錯誤；C、石墨烯導熱性能好，可以做智能、平板電腦等設(shè)備的散熱層，故C正確；D、石墨烯薄膜材料有超優(yōu)光敏性，可用于穿戴設(shè)備和無線傳感等領(lǐng)域，故D正確。故選：B。知識點三、材料制造與環(huán)境保護人們在制造材料的過程中會產(chǎn)生許多污染。為了減少或消除材料制造過程中的污染，人們需要探尋無污染或低污染的“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。（一）實際生產(chǎn)和實驗中選擇某種物質(zhì)的制備方法時，需考慮的因素有：(1)科學性：制備過程中每步化學反應是否符合化學反應的規(guī)律；(2)簡便性：設(shè)計方案考慮實際設(shè)備情況，操作過程盡可能簡便易行，如反應所需的條件和設(shè)備是否簡單；(3)經(jīng)濟性：所需原料是否易獲取、成本是否低廉；(4)安全性：操作過程是否存在安全隱患；(5)環(huán)保性：生產(chǎn)過程是否會對環(huán)境造成污染。（二）“綠色化學”“綠色化學”又稱為環(huán)境友好化學，它的主要特點如下：(1)充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；(2)在無毒、無害的條件下進行反應，以減少廢棄物向環(huán)境中的排放；(3)提高原料的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實現(xiàn)“零排放”；(4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護社會安全和人體健康的環(huán)境友好產(chǎn)品?！熬G色化學”給化學家提出了一項新的挑戰(zhàn)，其核心就是要利用化學原理從源頭上消除污染，國際上對此十分重視。1995年，美國設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，以表彰那些在“綠色化學”領(lǐng)域中做出杰出貢獻的企業(yè)家和科學家?！熬G色化學”將使化學工業(yè)改變面貌，為子孫后代造福。（三）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，將塵粒和一氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)除去，一氧化碳可以回收再利用，二氧化硫可利用與堿溶液反應而除去。②“廢渣”的處理一般是制水泥或其他材料，變廢為寶，如含磷的廢渣可轉(zhuǎn)化為磷肥等。③“廢水”的處理是建立污水處理廠，將廢水中的有害金屬轉(zhuǎn)化為沉淀，制成所需要的金屬材料等，廢水處理達標后再排放到河流中或循環(huán)利用。在化學工業(yè)中,除了要及時處理好“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)對環(huán)境造成的污染?！灸芰ν卣埂?1)復合材料是將兩種或兩種以上材料復合成一體形成的材料。復合材料集中了組成材料的優(yōu)點，同時避免了組成材料的缺點，具有綜合性能更優(yōu)異的特點。如鋼筋混凝土、玻璃鋼。(2)玻璃、水泥、陶瓷等是一類重要的無機非金屬材料，應用廣泛。我國自主研發(fā)的C919大型商用客機采用了極輕的新型復合材料。“極輕”反映了這種材料的（）A．密度小 B．導電性強 C．導熱性好 D．比熱大【解答】解：“極輕”指的是用不同材料制成相同體積物體，這種材料制成的物體質(zhì)量小，說明這種材料的密度小，故A正確，BCD錯誤。故選：A。如圖所示是由直徑為1～50nm的微顆粒制備得到的新型防菌“納米紙”，在“納米紙”的表面細菌無法停留且油水不沾，與此現(xiàn)象的有關(guān)解釋正確的是（）A．油分子間的引力使紙面上的油匯集成小油珠 B．油與“納米紙”分子間只存在斥力不存在引力 C．“納米紙”阻止了紙面上油分子的無規(guī)則運動 D．細菌無法停留是因為“納米紙”分子間沒有空隙【解答】解：A、因為分子間有引力，所以靠得很近的兩滴油能自動結(jié)合成一滴，故A正確；B、分子間的引力和斥力是同時存在的，故B錯誤；C、一切分子都在不停地做無規(guī)則運動，“納米紙”不能阻止細菌分子無規(guī)則運動，故C錯誤；D、因分子之間斥力的存在，構(gòu)成地球上物質(zhì)的分子之間都會存在一定的空隙，納米材料也不例外，故D錯誤。故選：A?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，促使新型材料研究日益向微觀層次深入，產(chǎn)生了納米材料。納米材料與普通材料相比，在機械強度、磁、光、聲、熱等方面都有很大的不同。下列關(guān)于納米材料的敘述，錯誤的是（）A．納米材料是指其基本顆粒在0.01～1納米范圍內(nèi)的材料 B．納米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韌性 C．用納米油墨書寫的字跡色澤更好 D．添加了納米鉛粉末的固體燃料會使火箭推進器的速度加快【解答】解：A.納米材料是指其基本顆粒在1～100納米范圍內(nèi)的材料，選項說法錯誤；B.納米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韌性，選項說法正確；C.用納米油墨書寫的字跡色澤更好，選項說法正確；D.添加了納米鉛粉末的固體燃料會使火箭推進器的速度加快，選項說法正確。故選：A?；瘜W就在我們身邊，它能改善我們的生活。請回答下列問題：（1）生活中鑒別羊毛纖維和棉纖維的方法是。（2）鐵與鉻（Cr）、鎳（Ni）等金屬熔合可形成“不銹鋼”，用不銹鋼絲和聚乙烯纖維為原料可制作耐酸防護服材料，以上敘述中不涉及到（選填序號）。A.合金B(yǎng).無機非金屬材料C.合成材料D.復合材料【解答】解：（1）羊毛的主要成分是蛋白質(zhì)，灼燒時，聞氣味，有燒焦的羽毛氣味產(chǎn)生，而棉纖維灼燒時，無此氣味，故填：灼燒時，聞氣味。（2）合金是在一種金屬與其他的金屬（或非金屬）熔合形成的具有金屬特性的物質(zhì)，合成材料包括塑料、合成橡膠、合成纖維，不銹鋼絲和聚乙烯纖維中不銹鋼絲屬于合金，聚乙烯纖維屬于合成材料，耐酸防護服材料是由不銹鋼絲與聚乙烯纖維復合而成的一種特殊的材料，屬于復合材料，涉及的材料均不屬于無機非金屬材料，故B未涉及到，故選：B。模塊三鞏固提高“土豆農(nóng)膜”是一種新型環(huán)保農(nóng)膜，通過在塑料中添加土豆淀粉制成．“土豆農(nóng)膜”可被細菌和微生物釋放的酶分解．下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．土豆農(nóng)膜比普通塑料農(nóng)膜容易降解 B．淀粉屬于高分子化合物 C．該新型農(nóng)膜有助于解決農(nóng)村“白色污染”問題 D．塑料屬于天然高分子材料【解答】解：A、由于“土豆農(nóng)膜”可被細菌和微生物釋放的酶分解。所以，土豆農(nóng)膜比普通塑料農(nóng)膜容易降解，故A正確；B、由淀粉的相對分子質(zhì)量比較大，所以，淀粉屬于高分子化合物。故B正確；C、由于土豆農(nóng)膜比普通塑料農(nóng)膜容易降解，有助于解決農(nóng)村“白色污染”問題。故C正確；D、塑料屬于合成高分子材料，故D錯誤。故選：D。不粘鍋內(nèi)表面通常使用特氟龍涂層，原料為聚四氟乙烯，其結(jié)構(gòu)簡式為[CF2CF2]n．對聚四氟乙烯的推斷，不合理的是（）A．屬于有機合成材料 B．有較好的耐高溫性 C．可耐酸腐蝕 D．可溶于酒精、食用油等有機溶劑【解答】解：A、聚四氟乙烯屬于有機物，正確；B、用在鍋的表面，說明具有耐高溫性，正確；C、用在鍋的表面，說明具有耐腐蝕性，正確；D、若是溶于食用油等有機溶劑則會被破壞掉，錯誤；故選：D。被譽為“光纖之父”的華人科學家高錕榮獲了2009年諾貝爾物理學獎．光導纖維是由純度極高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的．諾貝爾獎評委會這樣描述：“光流動在細小如線的玻璃絲中，它攜帶著各種信息數(shù)據(jù)向每一個方向傳遞，文本、音樂、圖片和視頻因此能在瞬間傳遍全球．”關(guān)于光導纖維的說法，錯誤的是（）A．光導纖維的主要成分是氧化物 B．由石英玻璃拉制成細絲的過程是化學變化 C．光導纖維是利用激光傳輸信息的 D．光纖通信不容易受外界干擾，能夠傳播更遠【解答】解：A、主要成分是二氧化硅，有兩種元素組成，且一種元素是氧元素，屬于氧化物，故A正確；B、由石英玻璃拉制成細絲的過程，只是形狀發(fā)生了變化，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，故B錯誤；C、由“光流動在細小如線的玻璃絲中，它攜帶著各種信息數(shù)據(jù)向每一個方向傳遞，文本、音樂、圖片和視頻因此能在瞬間傳遍全球”可知光導纖維是利用光的反射原理傳輸信息的，故C正確；D、由“光流動在細小如線的玻璃絲中，它攜帶著各種信息數(shù)據(jù)向每一個方向傳遞，文本、音樂、圖片和視頻因此能在瞬間傳遍全球”可知光纖通信不容易受外界干擾，能夠傳播更遠，故D正確。故選：B?？茖W家用單個分子制成了“納米車”，它能在人工操縱下運輸藥物分子到病灶處釋放以殺死癌細胞。下列有關(guān)“納米車”的說法正確的是（）A．“納米車”分子間不存在間隙 B．“納米車”的研制成功說明分子要在人為作用下才能運動 C．“納米車”運輸藥物分子的過程可以通過光學顯微鏡觀察 D．“納米車”研制成功說明在一定條件下可以人為控制分子的運動【解答】解：A、分子之間存在間隙，故A錯誤；B、“納米車”的研制成功說明分子要在人為外力作用下能按照人規(guī)定的線路運動，并不是說必須在外力作用下才能運動，故B錯誤；C、分子的質(zhì)量和體積都很小，用光學顯微鏡是看不到的，借助電子顯微鏡才能觀察，故C錯誤；D、“納米車”的研制成功說明分子在外力作用下能按照人規(guī)定的線路運動，說明了人可以控制分子運動，故D正確。故選：D?！翱椢锇妗蔽逍羌t旗在月球的展示，體現(xiàn)了很高的科技含量。為了能讓紅旗在月球表面長時間保存，科研隊員在設(shè)計時候不需要考慮的因素的是（）A．月球表面隨處可見環(huán)形山 B．月球表面晝夜溫差很大 C．月球表面有很強電磁輻射 D．月球表面有紫外線【解答】A、月球表面的環(huán)形山與存放五星紅旗沒有聯(lián)系，故A錯誤；B、月球表面溫差很大，一般的有機材料在高溫下容易變軟甚至碳化，故B正確；C、月球由于沒有磁場和大氣層，表面完全暴露在宇宙輻射中，故C正確，D、月球表面沒有空氣，故D正確。故選：A。上海世博會上的“冰壺”展館（如圖）體現(xiàn)了芬蘭的生態(tài)創(chuàng)新．所有的建筑材料都是在環(huán)保理念上經(jīng)過精挑細選的，其中采用的紙塑復合材料屬于（）A．金屬材料 B．無機非金屬材料 C．有機合成材料 D．新型超導材料【解答】解：A、紙塑符合材料不屬于金屬材料，故A錯誤；B、紙塑符合材料不屬于無機非金屬材料，故B錯誤；C、紙塑復合材料是有機合成材料，故C正確；D、紙塑符合材料不屬于新型超導材料，故D錯誤。故選：C。化學與