熱點素材 新型材料讓無線設備更高效-2025年西北四省高考化學復習專練（解析版）

熱點素材03新型材料讓無線設備更高效

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I意點解讀

科技日報北京5月12日電（記者張佳欣）據(jù)最新一期《自然?材料》雜志報道，美國亞利桑那大學

懷恩特光學科學學院和桑迪亞國家實驗室的科研人員，共同研發(fā)出一種能夠操縱聲子的新型合成材料。

這種材料被認為是聲學應用中的一次重大突破。

研究人員將高精度半導體材料和壓電材料相結合，成功地在聲子之間產(chǎn)生了非線性相互作用。這一

成果與之前的聲子放大器技術相結合，為智能手機和其他無線數(shù)據(jù)發(fā)射器等設備實現(xiàn)更小、更高效、更

強大的性能提供了可能。

新技術有望打破當前射頻處理硬件的物理尺寸限制。未來，人們或將迎來體積大幅縮小、信號覆蓋

更廣、電池續(xù)航時間更長的通信設備。

功能強大的手機，已然成為隨身的智能助手。未來，它會變成什么樣？這在很大程度上依賴于材料

科學的進步。新研發(fā)的聲學材料通過使聲子之間發(fā)生相互作用，讓無線設備變得更加小巧、性能更優(yōu),

這為智能手機的“進化”提供了重要思路。其實，隨著眾多新材料的涌現(xiàn)，手機可從多種途徑實現(xiàn)更新迭

代。比如，利用二維材料作為手機芯片，有望使手機打破摩爾定律的束縛，變得運行更快、能耗更低；

使用光伏材料作為手機外殼，有望使手機隨時借助陽光充電。這些，為未來手機形態(tài)提供了巨大的想象

空間。

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限時提升練

（建議用時：40分鐘）

考向01化學與科學

1.（2025?河南省豫西北教研聯(lián)盟?質檢）設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A.ImolOIT中含有的電子數(shù)為9NA

B.明磯凈水時，O.lmoLL的AP+形成的A1（OH）3膠粒的數(shù)目為O.INA

C.ImolSiO?晶體中含有的硅氧鍵數(shù)目為2NA

D.一定條件下，2moiSO?與ImolO2充分反應，生成的SO3分子數(shù)目小于2NA

【答案】D

【詳解】A.一個OH-含有10個電子，ImolOIT中含有l(wèi)Omol電子，即電子數(shù)為IONA，A錯誤;

B.未給出溶液體積，且A1(OH)3膠粒是許多A1(OH)3的集合體，故不能確定A1(OH)3膠粒的數(shù)目，B錯誤;

C.一個Si。?形成4條硅氧鍵，故ImolSiO?晶體中含有的硅氧鍵數(shù)目為4NA，C錯誤；

D.二氧化硫和氧氣生成三氧化硫是可逆反應，故一定條件下，2moiSO?與ImolO?充分反應，生成的SO3分

子數(shù)目小于2NA，D正確；

故選D。

2.(2025?青海省西寧市?三模)科教興國，我國科技發(fā)展在多個領域獲得突破。下列說法錯誤的是

A.新能源甲醇燃料電池汽車在行駛時其能量的轉化形式：電能一化學能

B.新一代航空發(fā)動機陶瓷基復合材料：具有耐高溫、耐腐蝕特性

C.利用高純硅可以制成通信設備的芯片：高純硅是廣泛的半導體材料

D.火焰噴霧技術制備納米材料：在高溫火焰噴霧中形成的膠體屬于氣溶膠

【答案】A

【詳解】A.燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置，A錯誤；

B.航空發(fā)動機陶瓷基復合材料的主要成分是SiC,具有硬度大、耐高溫、耐腐蝕等特性，B正確；

C.硅單質的導電性介于導體與絕緣體之間，是應用最為廣泛的半導體材料，C正確；

D.空氣為分散劑，屬于氣溶膠，D正確；

故選Ao

3.(2025?廣東省?摸底)巴黎奧運賽場上中國制造的體育器材，成為不容忽視的“中國力量”。下列說法錯誤

的是

A.乒乓球臺表面用高分子特殊處理，讓球臺的摩擦、彈跳效果更佳，高分子是一種有機化合物

B.首次推出的可實時采集運動員運動信息的智能芯片技術，其材料離不開硅單質

C.摔跤運動墊面層應用了納米防污抗菌涂層技術，這種涂層顆粒是納米級別的，屬于膠體

D.自行車采用T1100碳纖維材料打造，車架僅有1150克，這是一種復合材料

【答案】C

【詳解】A.乒乓球臺表面材質主要是高密度彈性板，屬于有機高分子材料，故A正確；

B.體Si的導電性介于導體與絕緣體之間，是良好的半導體采用，芯片的主要成分是單質硅，故B正確；

C.納米顆粒是純凈物，不是分散系，不是膠體，故C錯誤；

D.碳纖維復合材料是一種由有機纖維經(jīng)過一系列熱處理轉化而成的無機高性能纖維，其含碳量高于90%,

故D正確；故答案選C。

4.（2024?湖北省武漢市?模擬）化學與人類生活、生產(chǎn)、科技等密切相關。下列說法正確的是

A.豆?jié){中加入石膏，使蛋白質變性制得豆腐

B.以淀粉為原料，可得到多種產(chǎn)品如白酒和食醋等

C.2023年諾貝爾化學獎授予量子點研究，直徑為2~20nm硅量子點屬于膠體

D.“神舟十七號”使用碑化鏤（GaAs）太陽能電池，供電時GaAs發(fā)生了電子轉移

【答案】B

【詳解】A.豆?jié){中加入石膏，發(fā)生聚沉制得豆腐，A錯誤；

B.以淀粉為原料，水解得到葡萄糖，在酒化酶的作用下可以得到白酒，發(fā)酵之后可以得到食醋，B正確;

C.膠體屬于混合物，直徑為2~20nm硅量子點屬于純凈物，不是膠體，C錯誤；

D.“神舟十七號”使用碑化錢（GaAs）太陽能電池，供電時將太陽能轉化為電能，沒有電子的轉移，D錯誤;

故選Bo

5.（2025?河北省部分高中?二模）利用某鋼廢渣（主要成分為V2O4以及鐵、鋁、硅的氧化物）制備V2O5的工

藝流程如下：

濾渣1濾渣2水相有機相

已知：I.V2O4溶于酸后以VO”的形式存在；KCK）3可將VO?+氧化為VO；；

2+（有機層）（有機層）+。

II.VO+2HR反黑卒取AVOR,2H+

下列說法正確的是

A.濾渣1的主要成分為H^SiOs

B.HQ?的作用只是將VO"氧化成VO；

C.反萃取劑顯強酸性

D.“氧化2”中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:3

【答案】C

【詳解】A.由分析可知，濾渣1的主要成分為SiCh,A錯誤；

B.由分析可知，H2O2的作用是將VO2+氧化成VO；和氧化亞鐵離子，便于亞鐵離子轉化為Fe（OH）3而除去,

B錯誤；

C.根據(jù)已知II信息可知，反萃取劑即使萃取反應逆向移動，故需顯強酸性，c正確；

D.根據(jù)已知I和得失電子守恒知，“氧化2”中KCIO3可將VO?+氧化為VO；,KC103為氧化劑，還原產(chǎn)物為

KC1得到6個電子，VO2+為還原劑,氧化產(chǎn)物為VO；化合價失去1個電子，故氧化劑與還原劑的物質的量

之比為1：6,D錯誤；

故答案為：Co

考向02化學與物質

1.（2024?安徽省華大新高考聯(lián)盟?二模）勞動創(chuàng)造美好生活，下列勞動項目與解釋搭配錯誤的是

選項勞動項目解釋

A廚師利用純減去油污油脂在堿性環(huán)境下能反應

B醫(yī)護人員利用“84”消毒液消毒“84”消毒液具有強氧化性

C牧民在農(nóng)場安裝硅太陽能電池板晶體硅具有導電性

D農(nóng)民向水稻施用尿素尿素可作氮肥提供營養(yǎng)

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【詳解】A.純減去油污是利用純堿水解顯堿性，油脂在堿性環(huán)境下能反應，A正確；

B.“84”消毒液能轉化為次氯酸，具有強氧化性，能殺菌消毒，B正確；

C.太陽能電池板的成分是硅，硅單質是良好的半導體材料，與其導電性無關，C錯誤；

D.尿素中含氮元素，可氮肥給植物提供營養(yǎng)，D正確；

答案選C。

2.（2024?安徽省六校?質檢）2023年，“墨子巡天望遠鏡”入選全國重大科技成就，“墨子巡天望遠鏡”是中科

大和中科院紫金山天文臺聯(lián)合研制的大視場光學成像望遠鏡，由望遠鏡框架、聚焦鏡片、望遠鏡圓頂臺址

和圖像數(shù)據(jù)儲存分析四部分組成。下列說法不正確的是

A.望遠鏡框架用到多種金屬材料

B.聚焦鏡片的成分只含有二氧化硅

C.建設臺址所用的水泥屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料

D.數(shù)據(jù)儲存分析所用電腦芯片的主要原料是硅

【答案】B

【詳解】A.望遠鏡框架用到的金屬材料包括鋁合金、鎂鋁合金和鈦合金等，以確保望遠鏡的性能和耐用性，

故A正確；

B.聚焦鏡片通常由高純度光學材料制成，如二氧化硅、硒化鋅或錯，這些材料具有良好的透過性和耐熱性，

能夠承受激光束的高能量。因此，聚焦鏡片的成分并不只含有二氧化硅，而是根據(jù)具體的應用和性能要求

選擇合適的材料組合，故B錯誤；

C.傳統(tǒng)硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、陶瓷等，因此水泥屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料，故C正確；

D.電腦芯片的主要成分是單質硅，故D正確；

故答案選B。

3.（2025?安徽省合肥?三模）化學推動科技進步，下列說法錯誤的是

A.“長征七號”采用液氧、煤油等作為推進劑，煤油是燒的混合物

B.華為自主研發(fā)的“麒麟”芯片與太陽能電池感光板所用的主要材料均為晶體硅

C.殲-20飛機上用到的氮化線材料屬于合金材料

D.“神舟十七號”發(fā)動機的耐高溫結構材料碳化硅屬于共價晶體

【答案】C

【詳解】A.煤油中含有多種碳原子數(shù)不同的燒，是脛的混合物，A正確；

B.芯片和太陽能電池感光板的主要材料都是晶體硅，B正確；

C.氮化線屬于化合物，合金是金屬和金屬單質或金屬與非金屬單質熔合而成的物質，屬于混合物，C錯誤；

D.碳化硅具有耐高溫的特性，屬于共價晶體，D正確；

故答案選Co

4.（2025?陜西省安康市?模擬）化學材料對于促進生產(chǎn)發(fā)展、改善人類生活發(fā)揮了巨大作用。下列有關化學

材料的說法錯誤的是

A.不粘鍋的耐熱涂層材料通常是聚乙烯

B.中國天眼FAST用到的碳化硅屬于新型陶瓷

C.中國自主研發(fā)的首個5G微基站射頻芯片的主要材料是硅

D.接入帶有強親水基團的支鏈，可提高吸水材料的吸水能力

【答案】A

【詳解】A.聚乙烯材料耐熱性差，不能作為不粘鍋的耐熱涂層材料，一般選用聚四氟乙烯，A項錯誤;

B.碳化硅屬于新型陶瓷，是新型無機非金屬材料，B項正確；

C.芯片的主要材料是硅，C項正確；

D.接入帶有強親水基團的支鏈，由相似相溶原理可知，可提高吸水材料的吸水能力，D項正確；故選A。

5.（2024?黑龍江省哈爾濱市?五模）5月3日，“嫦娥六號”探測器在海南文昌航天發(fā)射場由長征五號遙八運

載火箭發(fā)射升空，踏上人類首次月背采樣返回之旅，并于5月8日成功實施近月制動，順利進入環(huán)月軌道

飛行。下列有關說法錯誤的是

A.“嫦娥六號”所用的太陽能電池帆板的主要原料是硅

B.長征五號遙八運載火箭使用液氧、液氫推進劑，產(chǎn)物對環(huán)境無污染

C.“嫦娥六號”所帶回的月壤可以通過紅外光譜測得所含有的元素種類

D.長征五號系列運載火箭所使用的耐高溫陶瓷屬于新型無機非金屬材料

【答案】C

【詳解】A.太陽能電池帆板主要成分是硅，A正確；

B.液氧、液氫燃燒產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染，B正確；

C.紅外光譜以確定有機物中的官能團和化學鍵，不能測定元素種類，原子發(fā)射光譜是利用.物質在熱激發(fā)

或電激發(fā)下，每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質的組成，而進行元素的定性與定量分析的，C

錯誤；

D.新型無機非金屬材料在性能上比傳統(tǒng)無機非金屬材料有了很大的提高，可適用于不同的要求，耐高溫陶

瓷屬于新型無機非金屬材料，D正確；

故選：Co

考向03化學與能源

1.（2024?河北省?三模）硅銃原電池是一種新型電池，因其供電穩(wěn)定，儲存量豐富而備受關注。硅鎰原電池

的工作原理如圖所示。下列說法正確的是

I——@——I

質子交換膜

A.放電過程中，正極區(qū)溶液pH增大

+

B.Si@C電極上的電極反應式為Si+2H2O+4e-=SiO2+4H

C.導線上每通過Imolel正極區(qū)溶液質量增加28.5g

D.若將質子交換膜換為陰離子交換膜，電解液換為NaOH溶液，電池的電流更平穩(wěn)

【答案】A

【詳解】A.放電過程中，負極區(qū)每轉移2moiel生成2moiH+并移向正極區(qū)，正極的電極反應式為

+2+

MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O,正極區(qū)每轉移2moi，消耗4moiH+,溶液pH增大，故A項正確；

B.Si@C電極上發(fā)生反應的電極反應式為Si+2Hq-4e-=SiO2+4H+,故B項錯誤；

C.由正、負極電極反應式可知，導線上每通過Imolel會有ImolfT移向正極區(qū)，同時溶解O.SmolMnO2,

所以正極區(qū)溶液質量增加44.5g,故C項錯誤；

D.若將質子交換膜換為陰離子交換膜，電解液換為NaOH溶液，Si會與NaOH溶液直接反應，故D項錯

誤；

故本題選A。

2.(2025?陜西省榆林市?模擬)新型太陽能氫氣面板可以直接從空氣中提取水、利用光電解水產(chǎn)生氫氣，將

儲

氫

罐

燃料電池

圖1新型太陽能

下列說法不正確的是

A.太陽能電池光伏板工作原理與硅原子電子躍遷有關

B.電解水的陽極反應是2H2O-4e-=C)2T+4H+

C.燃料電池的正極反應是C)2+4e-+4H+=2應。

D.燃料電池生成的水從負極一側流場板層排出

【答案】D

【詳解】A.太陽能電池光伏板工作原理主要是光電效應，與硅原子電子躍遷有關，A正確;

B.據(jù)分析，電解水的陽極產(chǎn)生氧氣，電極反應式是2H,O-4e-=O,T+4H+,B正確；

C.燃料電池的正極上氧氣被還原，氫離子參與下，得電極反應式是5+4e-+4H+=2凡0,C正確；

D.圖2中負極方程式為H2-2e=2H+,,結合選項C,燃料電池生成的水從正極一側流場板層排出，D不正

確；

選D。

3.（2024?遼寧省沈陽市?三模）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池的工作示意圖如下，電極a為鋰硅合金（LJSi）,

+

其放電時的反應為：Li44Si-xe=Li44.xSi+xLi,電極b為銀鉆銃三元材料通常可以表示為：

，電解質選用固態(tài)Li6Ps5CI,下列說法中錯誤的是

A.放電時Li，從負極材料脫出，經(jīng)電解質嵌回正極

B.放電時通過電路。加?/電子時，電解質Li6Ps5cl損失amolLi+

C.充電時電極a與外接電源負極相連

+

D.充電時陽極反應為：LiNi08Co01Mn01O2-xe-=Li1_xNi08Co01Mn01O2+xLi

【答案】B

【詳解】A.由分析和圖知，放電時從負極材料脫出，經(jīng)電解質嵌回正極，A正確；

B.放電時通過電路amo/電子時，負極生成amolLi+,正極消耗amolLi+,電解質Li6Ps5cl不變，B錯誤；

C.充電時電極a為陰極與外接電源負極相連，C正確；

-+

D.由分析知，充電時陽極反應為：LiNi08Co0jMnojO2-xe=Lij.xNi08Co0jMn0jO2+xLi,D正確;

故選B。

4.（2025?湖南省長沙市?模擬）科學家提出了一種基于電催化多硫化物循環(huán)的自供能產(chǎn)氫體系，如下圖所示。

通過將鋅-多硫化物電池與電解制氫裝置集成，最大化利用了間歇性太陽光，實現(xiàn)日夜不間斷的自供電的H2

生產(chǎn)。下列說法正確的是

催

催

化

Zn化

電

電電

極

極極

H2OZ

NaOHNaOH

硅太陽能電池鋅一多硫化物電池%生產(chǎn)裝置

A.硅太陽能電池、鋅-多硫化物電池均可實現(xiàn)化學能向電能的轉化

B.夜間工作時，應將電極ac、bd分別連接

C.日間工作時，b極的電極反應式為S：+S2-+2e=s2

D.H2生產(chǎn)裝置中可以使用陽離子交換膜

【答案】D

【詳解】A.硅太陽能電池將太陽能轉化為電能，A錯誤；

B.左側鋅-多硫化物電池夜間作電源，給H2生產(chǎn)裝置通電，電解產(chǎn)生H2,分析可知，應將電極ad、be分

別連接，B錯誤；

C.白天工作時，鋅-多硫化物電池處于充電狀態(tài)，b電極是陽極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為S：+S"2e-=

s"c錯誤；

D.陰極d發(fā)生反應；2H2O+2e=H2T+20H-,若使用陽離子交換膜，Na+向陰極區(qū)遷移，D正確；

故答案為：D。

5.（2024?陜西省咸陽市?一模）鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點，一種納米硅基

鋰電池是新型二次電池，電池反應原理如圖所示，電池反應式為xFeS,+4LixSi3^xFe+2xLi2S+4Si。

人允用

下列說法不正確的是

A.電解液不能選用Li2SO4或者LiCl的水溶液

B.電池放電時Li卡從b極脫嵌，而充電時，Li+從a極脫嵌

C.充電時，a極反應式為xFe+2xLi2s-4xe-=4xLi++xFeS2

D.該電池工作時，每轉移lmole\兩極質量變化之差為7g

【答案】D

【詳解】A.鋰能與水反應生成氫氧化鋰和氫氣，所以納米硅基鋰電池的電解液不能選用硫酸鋰或氯化鋰水

溶液，故A正確；

B.由分析可知，放電時，電極b為原電池的負極，LixSi在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成鋰離子和硅，

鋰離子從b極脫嵌，充電時，電極a為陽極，鐵和硫化鋰在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成二硫化鐵和鋰

離子，鋰離子從a極脫嵌，故B正確；

C.由分析可知，充電時，與直流電源正極相連的電極a為電解池的陽極，鐵和硫化鋰在陽極失去電子發(fā)生

氧化反應生成二硫化鐵和鋰離子，電極反應式為xFe+2xLi2s-4xe-=4xLi++xFeS2，故C正確；

D.由分析可知，電池工作時，轉移Imol電子，負極減少Imol鋰離子，正極增加Imol鋰離子，則兩極質

量變化之差為Imolx7g/mol+lmolx7g/mol=14g,故D錯誤；

故選D。

考向04化學與材料

1.（2025?山東省Eternal7社區(qū)?模擬）2024年巴黎奧運會不僅是全球體育健兒的競技舞臺，也是各種創(chuàng)新

材料和技術的展示窗口。下列有關化學材料描述錯誤的是

A.太陽能光伏板在奧運村廣泛安裝，轉換太陽能為電能，材料主要是硅單質，為無機非金屬材料

B.奧運火炬燃料丙烷、丁烷等屬于燒，燃燒熱值高、化學性質較穩(wěn)定

C."PARIS2024”手環(huán)所采用的硅橡膠屬于無機非金屬材料

D.奧運場館建設常用的材料有鋼材、混凝土、玻璃，鋼材屬于合金，混凝土、玻璃屬于混合物

【答案】C

【詳解】A.太陽能光伏板把太陽能轉化為電能，材料主要是硅單質，為無機非金屬材料，A正確；

B.丙烷、丁烷屬于烷燒，化學性質較穩(wěn)定，能燃燒，其燃燒熱值高，B正確；

C.硅橡膠雖然含有硅元素，但其主體結構是由有機硅高分子鏈構成，這決定了它在性質上更接近于有機高

分子材料。因此，將硅橡膠歸類為新型無機非金屬材料是不準確的。實際上，硅橡膠的獨特性能和廣泛應

用，更多地體現(xiàn)了有機高分子材料在現(xiàn)代科技領域中的重要地位，C錯誤；

D.鋼材是由鐵和碳等元素組成的合金，混凝土是由水泥、骨料（如砂、石等）和水按照一定比例混合而成的

混合物，玻璃中含硅酸鹽和二氧化硅等，玻璃是混合物，D正確；

本題選Co

2.（2025?河北省?模擬）科技的發(fā)展離不開化學材料的助力，下列表述正確的是

A.硅、二氧化硅、氮化硅、碳納米管、石墨烯均屬于新型無機非金屬材料

B.合金的熔點均比各成分金屬的熔點低

C.樹脂、合成纖維、合成橡膠并稱為三大合成材料

D.稀土元素是指鐲系金屬元素，在鋼中添加稀土元素可以增加鋼的塑性、韌性等

【答案】A

【詳解】A.傳統(tǒng)的無機非金屬材料通常為硅酸鹽材料，包括水泥、玻璃、陶瓷等，硅、二氧化硅、氮化硅、

碳納米管、石墨烯等均屬于新型無機非金屬材料，A項正確；

B.大多數(shù)合金的熔點比各成分金屬的熔點低，少數(shù)合金的熔點比成分金屬高（如錯鈦合金），B項錯誤；

C.三大合成材料包括塑料、合成橡膠、合成纖維，樹脂不屬于三大合成材料，C項錯誤；

D.稀土元素是指鐲系金屬元素以及銃和鋁，共17種元素，D項錯誤；

故選Ao

3.（2025?吉林省吉林市?一模）下列有關單質的說法正確的是

A.工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法冶煉單質鋁

B.單質鈉著火時可用泡沫滅火器滅火

C.工業(yè)上用焦炭還原石英砂可以制得高純硅和二氧化碳

D.溫度計水銀球若被打破可用單質硫處理灑落的水銀

【答案】D

【詳解】A.氯化鋁是共價化合物，工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉單質鋁，故A錯誤；

B.鈉燃燒生成過氧化鈉，過氧化鈉能夠與水、二氧化碳反應生成氧氣，所以鈉著火不能使用泡沫滅火器滅

火，可以使用砂子滅火，故B錯誤；

C.工業(yè)上用焦炭還原石英砂可以制得粗硅和一氧化碳，故C錯誤；

D.Hg和S反應生成HgS,溫度計水銀球若被打破可用單質硫處理灑落的水銀，故D正確；

選D。

4.（2024?廣東省汕頭市?三模）化學促進科技進步和社會發(fā)展，同時與生活密切相關。下列敘述正確的是

A.漂白粉與鹽酸可混合使用以提高消毒效率

B.晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，常用于制造光導纖維

c.T-碳(T-Carbon)是中科院預言的一種三維碳結構晶體，其與Cf?；橥凰?/p>

D.“運-20”機身采用鴇碳合金比純金屬鴇具有更高的強度和韌性

【答案】D

【詳解】A.漂白粉與鹽酸能發(fā)生反應生成氯氣，不能混合使用，故A錯誤；

B.二氧化硅用于制造光導纖維，故B錯誤；

C.T-碳與C60均為碳單質，互為同素異形體，故C錯誤；

D.一般情況下合金比其組分金屬的強度和韌性更高，故D正確；

故答案選D。

5.(2025?陜西省寶雞市?質檢)從古至今，人類的生活、生產(chǎn)都離不開材料的應用。下列說法正確的是

A.殲-20上采用的氮化線涂層，屬于新型金屬材料

B.人民幣票面文字處采用了含F(xiàn)e3O4的磁性油墨，F(xiàn)e3O4常用作紅色顏料

C.北斗衛(wèi)星上使用的硅太陽能電池陣，利用SiCh將太陽能轉化為電能

D.神舟十七號返回艙降落回收過程中使用了芳綸制作的降落傘，芳綸是有機高分子材料

【答案】D

【詳解】A.氮化錢(GaN)是一種半導體材料，不是金屬材料，A錯誤;

B.FesCU為黑色固體，常用作紅色顏料的是Fe2O3,B錯誤；

C.硅太陽能電池陣是利用硅半導體的性質將太陽能轉化為電能，C錯誤；

D.芳綸是一種有機高分子材料，具有高強度和耐熱性，常用于制作降落傘等，D正確；

答案選D。

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拓展培優(yōu)練

1.(2024?陜西省渭南市?三模)重銘酸鉀(K2Cr2O7)是一種重要的化工原料，可用于制銘磯、火柴、銘顏料,

并供糅革、電鍍、有機合成等。工業(yè)上以銘鐵礦［主要成分為Fe(CrCh)2,質量分數(shù)為67.2%,雜質主要為硅、

鐵、鋁的氧化物］為原料制備重銘酸鉀的工藝流程如圖所示：

Na2cO3H2OCH3COOHCH3COOHKC1

銘鐵礦

空氣濾渣濾渣濾液K2Cr2O7

已知：

①焙燒時Fe(CrO2)2中的Fe元素轉化為NaFeO2,Cr元素轉化為Na2CrO4;鋁的氧化物轉化為NaAKh。

②Fe(CrC)2)2的摩爾質量為224g/mol,KzCnCh的摩爾質量為294g/mol?

③礦物中相關元素可溶性組分物質的量濃度c(mol?L」)的對數(shù)值與pH的關系如圖所示。

(

T

I

3

)

M

某化工廠利用1000kg銘鐵礦為原料，制備重銘酸鉀。

請回答下列問題：

⑴寫出“焙燒”過程中發(fā)生的主要反應的化學方程式：。

(2)“水浸”所得濾渣1的主要成分是Fe(OH)3,寫出生成此濾渣的離子方程式：o

(3)在“中和”步驟中加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于7,中和后濾渣2的主要成分是(填化學式)。

(4)“酸化”時加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于5,寫出酸化過程中發(fā)生反應的離子方程式：。

(5)工序I經(jīng)過濾、洗滌后獲得粗產(chǎn)品，經(jīng)工序II得到661.5kg產(chǎn)品，則工序H的操作方法是,生產(chǎn)過

程的產(chǎn)率為o

⑹測定產(chǎn)品中KzCnCh含量：稱取樣品2.50g配成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，加入足量稀硫酸

和幾滴指示劑，用0.1000mol?L-i(NH4)2Fe(SC>4)2標準液進行滴定。三次實驗消耗(NH4)2Fe(SCU)2標準液的平

均體積為25.00mL。則樣品中K2Cr2C>7的純度為。(滴定過程中發(fā)生的反應為CrzO；

+Fe2++H+-Cr3++Fe3++H2O)

【答案】(l)4Fe(CrO2)2+1ONa2co3+7O2望8Na2CrO4+4NaFeO2+1OCO2

(2)Feo2+2H2O=Fe(OH)3J+OH-(3)H2SiO3、A1(OH)3

(4)2CrOt+2CH3COOH=Cr2O；+2CH3COO+H2O(5)重結晶75%(6)49%

【詳解】(1)由分析可知，焙燒過程中發(fā)生的主要反應為Fe(CrCh)2與碳酸鈉、氧氣反應生成倍酸鈉、NaFeCh

和二氧化碳，反應的化學方程式為4Fe(CrCh)2+lONa2co3+702登8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2；

(2)由分析可知，水浸發(fā)生的反應為NaFeCh與水反應生成氫氧化鐵沉淀和氫氧化鈉，反應的離子方程式

為FeO；+2H2O=Fe(OH)3i+OH-；

(3)由分析可知，在“中和”步驟中加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于7,目的是將硅酸鈉、偏鋁酸鈉轉化為硅酸、氫

氧化鋁沉淀，銘酸鈉部分轉化為重銘酸鈉，中和后濾渣2為：H2SiO3,Al(0H)3；

(4)酸化時加冰醋酸調(diào)節(jié)pH約等于5的目的是將溶液中的銘酸鈉轉化為重銘酸鈉，反應的離子方程式為

2CrOt+2CH3co0H=Cr2O^'+2CH3COO+H20；

(5)由分析可知，工序I為經(jīng)過濾、洗滌后獲得重銘酸鉀粗產(chǎn)品，工序H為粗產(chǎn)品經(jīng)重結晶得到重餡酸鉀，

銘鐵礦主要成分為Fe(CrO2)2,質量分數(shù)為67.2%,1000kg銘鐵礦中m[Fe(CrO2)2]=1000kgx67.2%=672kg,

Fe(CrO2)2~K2Cr2O7

由Cr元素質量守恒，則224294,解得m(K2Cr2C?7)=882kg,得到661.5kg產(chǎn)品，生產(chǎn)過程

672kgm

的產(chǎn)率為需追xl00%=75%；

882kg

2++3+3+

(6)滴定過程中發(fā)生的反應為：Cr2O^+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O,三次實驗消耗(NH4)2Fe(SCU)2標準

0.1000mol/Lx25.00xW3L,

-----------------------------------x294g/mol

液的平均體積為25.00mL,則樣品中KCrO的純度為-----------------------------xl00%=49%。

227cu25n.0n0mTL

2.5gx------------

250mL

2.(2024?陜西省寶雞市?一模)孔雀石主要成分是C%(OH)2co3,還含少量FeCC)3及硅的氧化物，實驗室以

孔雀石為原料制備硫酸銅晶體的步驟如下:

有關物質沉淀的pH數(shù)據(jù)如下:

物質PH(開始沉淀)pH(完全沉淀)

Fe(OH)31.93.2

Fe(OH)27.09.0

CU(OH)24.76.7

(1)步驟I加稀硫酸充分反應，過濾得到濾渣的主要成分是(填化學式)，該物質進一步提純后可用于制

造。提高步驟I反應速率的措施是(寫一條即可)。

(2)步驟II中試劑①應選用試劑(填代號)。

a.KMnO4b.稀HNO3c.雙氧水d.氯水

相關反應的離子方程式為：O

(3)步驟III加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至_____(填寫范圍)，目的是。

(4)步驟IV獲得硫酸銅晶體的操作中，必須采取的實驗措施是o

⑸常溫下Fe(OH%的Ksp=1x10-39,若要將溶液中的Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3+)降低至

lxlO-3mol/L,必須將溶液調(diào)節(jié)至pH=。

(6)用NH3和孔雀石反應可以制得金屬銅，已知Imol氨氣通過灼熱的CU2(OH)2CO3可以產(chǎn)生1.5mol金屬銅，

則該反應的化學方程式為o

【答案】⑴SiO2光導纖維固體研磨

+2+3+

(2)c2H+H2O2+2Fe=2Fe+2H2O

(3)3.2<PH<4.7保證Fe3+完全沉淀，而CM+不沉淀

(4)保持一定的酸度，抑制C1+水解(5)2

(6)4NH3+3CU2(OH)2CO3=3CO2+9H2O+2N2+6Cu

【詳解】(1)步驟I所得沉淀主要成分為SiO2,二氧化硅可用于光導纖維，提高步驟I反應速率的措施是

固體研磨、適當升溫等；

(2)步驟H中加入試劑①目的是能夠將亞鐵離子為鐵離子，且不會引入雜質，加入H2O2能夠將亞鐵離子

2++3+

為鐵離子，過氧化氫被還原為水，發(fā)生反應為：H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2O;

(3)加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液PH保證鐵離子全部沉淀,銅離子不沉淀,需要控制的溶液pH范圍為3.2<pH<4.7,

目的是保證鐵離子全部沉淀，銅離子不沉淀；

(4)步驟IV需要加熱蒸發(fā)得到硫酸銅晶體，此過程會促進銅離子的水解，所以必須采取的實驗措施是保持

一定的酸度，抑制CW+水解；

⑸由c(°H>層不/I*心產(chǎn)1nM'常溫下4丁戶扃二黑心。2moi"，PH=2；

(6)孔雀石主要成分為Cu2(OH)2co3,氨氣具有還原性，可以將其還原為Cu,同時生成氮氣、二氧化碳和

水，根據(jù)電子轉移守恒配平得4NH3+3Cu2(OH)2cO3=3CO2+9H2O+2N2+6CU。

3.(2024?遼寧省沈陽市?模擬)保及硫酸保在新型材料、新型電池的生產(chǎn)中有著十分廣泛的應用。工業(yè)上以

硫化銀礦(含少量雜質硫化銅、硫化亞鐵)為原料制備純?；蛄蛩徭?zhèn)的流程如下:

已知：①氧化性：Cu2+>H+(酸)>Ni2+>Fe2+>H+(水)；

2136

②常溫下溶度積常數(shù)：KsP(NiS>1.07xl0->Ksp(CuS)=1.27xlO-o

(1)步驟①中焦炭和石英也可用于工業(yè)制粗硅，則工業(yè)制粗硅化學反應為；爐氣使酸性高鎰酸鉀溶液

褪色的離子方程式為o

(2)步驟⑥以MS(含CuS)作陽極、NiSCU溶液作電解液電解可在_____極(填“陰”或“陽”)獲得粗銀。粗銀的電

解精煉需要將電解液的pH控制在2~5之間，下列有關說法錯誤的是(填序號)。

A.防止溶液的酸性過強造成H+放電，在陰極生成H2

B.防止溶液的酸性過弱使Ni2+轉化成Ni(OH)2沉淀

C.若溶液的pH<2,可加入NiO或Ni(OH)2固體調(diào)節(jié)溶液的pH

D.使粗鎮(zhèn)中所含的雜質Cu在陽極放電而進入電解液中

(3)化學上常認為殘留在溶液中的離子濃度小于lxlO-5mol-LT時該離子沉淀完全。步驟③所得的NiSCU溶液

中通常含有Cu2+,若該溶液中的c(Ni2+)=0.107molLi,請通過計算說明可通過在溶液中加入NiS的方法除

去溶液中CW+的原因：。

(4)硫化鎮(zhèn)晶胞如圖1所示，單原子層硫化鎮(zhèn)的結構如圖2所示。

o—S2-

?—Ni2+

圖2

①圖1中，原子坐標參數(shù)：A(0,0,0)B(0.5,0,0.5),則C原子的坐標參數(shù)為。

②單層硫化銀晶體圖2中，已知硫離子半徑為apm,忽略銀離子半徑，NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。則單層

硫化銀晶體每平方米含硫化銀的質量為