高中化学人教版化学与生活第三章探索生活材料单元测试 2023版第3章章末归纳提升

金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀金属腐蚀是指金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。(1)化学腐蚀金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。(2)电化学腐蚀不纯的金属(或合金)与电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(铁：负极,碳：正极,水膜电解质溶液))在钢铁表面形成无数微小原电池(3)化学腐蚀与电化学腐蚀的对比①本质：金属原子失电子而被氧化，M－ne－=Mn＋。②化学腐蚀：金属与其他物质(不是电解质溶液)eq\o(→,\s\up10(直接发生氧化反应),\s\do15(无电流产生))金属被氧化。电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液eq\o(→,\s\up10(发生原电池反应),\s\do15(有电流产生))活泼金属被氧化。③相互关系：往往同时发生，电化学腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。2．金属的防护金属防护的方法用途举例改变金属的内部组织结构在钢铁里加Ni、Cr制成不锈钢在金属表面覆盖保护层在金属表面喷油漆，在金属Fe表面镀上一层Zn或层Sn，在自行车钢圈表面镀上一层Cr在需保护的金属上用导线连接一种比该金属更易失电子的金属在轮船船身上装上一定数量的Zn块，地下钢管连接镁块来防止钢铁的腐蚀下列说法正确的是()A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属得到电子被氧化【解析】本题考查金属腐蚀的实质和类型。金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，D错误。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理，可知C正确。利用原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀，例如镀锌铁中的Fe不易腐蚀，所以A、B不正确。【答案】C几种常见生活材料的主要成分归纳生铁Fe、C不锈钢Fe、Cr、Ni硬铝Al、Cu、Si、Mg、Mn黄铜Cu、Zn青铜Cu、Sn白口铁Fe、Zn马口铁Fe、Sn玻璃CaSiO3、Na2SiO3、SiO2水泥3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3光导纤维SiO2黏土Al2O3·2SiO2·2H2O普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面问题。【导学号：72062066】(1)普通玻璃的成分是____________________________________________________________________________________________________________。(2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用经历了________到________到________的演变过程。(3)某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强剂材料可能分别为________。A．金属；CB．陶瓷；SiO2C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgOD．合成树脂；C【解析】(1)玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要反应为CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温))CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温))Na2SiO3＋CO2↑，但原料中石英是过量的，所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。(2)由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想办法降低生铁中的碳元素，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。因此，铁的应用经历了“铁——普通钢——不锈钢等特种钢”的演变过程。(3)复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和C的复合材料。【答案】(1)硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅(2)铁普通钢不锈钢(3)A1．铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是()A．铁屑不生锈，试管内液面上升B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变C．铁屑生锈，试管内液面上升D．铁屑生锈，试管内液面高度不变【解析】装置中的生铁屑在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，最终Fe(OH)3失水生成铁锈，A、B错误；因反应消耗氧气，使试管内气压减小，液面上升，C正确，D错误。【答案】C2．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要。近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构简式应是()A．CH2—CH=CH—CH2【解析】一般碳氢化合物易燃，故选C。【答案】C3．下列关于天然橡胶的说法中，不正确的是()A．能在汽油中溶胀B．天然橡胶日久后会老化，实质上发生的是氧化反应C．天然橡胶加工时要进行硫化，实质上是打开碳碳双键，形成碳硫键或双硫键D．天然橡胶是具有网状结构的高分子化合物【解析】天然橡胶的成分是聚异戊二烯()具有线型结构，能在汽油中溶胀。由于分子中有碳碳双键，易发生氧化反应而老化。【答案】D4．下列有关物质的用途(括号内为其用途)错误的是()【导学号：72062067】A．SiO2(制作光纤)B．Si和Ge(半导体材料)C．钢化玻璃(汽车窗玻璃)D．氮化硅陶瓷(作导热剂)【解析】A项中SiO2是制光纤的原料；B项中Si和Ge是重要的半导体材料；C项中钢化玻璃破碎时形成玉米粒大小的颗粒，无尖锐的棱角，不会伤人，故可作汽车窗玻璃；D项中氮化硅陶瓷的其中一个特点是绝热，不能作导热剂。【答案】D5．每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失，因此如何更好地进行金属防护，一直是科学研究领域中的重要课题。【导学号：72062068】(1)钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于________，沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是_______________________________。(3)焊接钢铁时，常用________溶液除去铁锈，原因是溶液呈________性。【答案】(1)电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)沿海地区潮湿的空气中含电解质NaCl，加速了金属腐蚀(2)2H＋＋2e－=H2↑(3)NH4Cl酸6．材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。(1)普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和_____________(填化学式)。用于汽车或火车车窗的玻璃是________玻璃。(2)人类最早使用的合金是________。(3)钛及钛合金被誉为“________金属”和“________金属”。(4)近年来，人们又设计出了许多新型合金，如____________________、钛合金、形状记忆合金等。(5)自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的________(填元素符号)，镀层破损后，自行车钢圈表面在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_________________________________________________________________________________________________________________。(6)在复合材料中，一种材料作________，另外一种材料作________，如________就是一种复合材料。(7)刚玉常用于手表轴承、砂轮和研磨等，刚玉的成分化学式是________。(8)硅酸盐水泥的主要成分是______________________________________，为调节水泥的硬化速度，常在水泥中加入________。(9)工业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与Na2CO3、CaCO3在玻璃熔炉中高温生成的，主要成分是Na2SiO3、CaSiO3与SiO2，普通玻璃高温下快速冷却可得钢化玻璃，钢化玻璃的强度大，不易碎，且破碎时没有棱角，常用于车窗玻璃。(2)人类在使用石器时代的后期就开始学会铸造青铜器了。(3)钛被誉为“21世纪”的金属，其合金在太空与深海领域有广泛用途，也被誉为空间金属或深海金属。(4)新型合金材料不断发明，其中一种储氢合金工作原理为2Li＋H2=2LiH，LiH＋H2O=LiOH＋H2↑。(5)自行车镀层(铬)破损后易发生吸氧腐蚀，其中铁是负极，Fe－2e－=Fe2＋。(6)复合材料是一种材料为基体，另一种材料为增强剂复合而成的，具有更优良性能的新材料。(7)刚玉也称人造宝石，成分为Al2O3。(8)为调节水泥的硬化速度，常在水泥中加入石膏。(9)工业上制取玻璃的原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)，制水泥的原料是黏土与石灰石(CaCO3)，制陶瓷主要原料是黏土。【答案】(1)SiO2钢化(2)青铜(3)空间深海(4)储氢合金(5)CrFe－2e－=Fe2＋(6)基体增强剂玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)(其他合理答案也可)(7)Al2O3(8)3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3石膏(9)石灰石黏土综合检测(三)(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1．制造保险丝时，在铅中加入锑和少量其他金属的最主要原因是()【导学号：72062168】A．升高熔点 B．降低熔点C．减小硬度 D．增强抗腐蚀能力【解析】在铅中加入锑和少量其他金属制造的铅锑合金，使熔点降低，便于熔化。【答案】B2．有关合金的叙述错误的是()A．铁与非金属元素氯、氧很难形成合金B．合金是混合物C．合金具有固定的熔点D．形成合金后，其熔点要提高【解析】活泼的非金属与金属发生反应很难形成合金，形成合金的非金属一般活泼性较差，熔点较高，如碳、硅等；合金是一类特殊的混合物，具有固定的熔点，且熔点比成分金属低。【答案】D3．美丽的“水立方”(WaterCube)是北京奥运会游泳馆。设计灵感来自于有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成。在这个中心的蓝色气泡墙之内，钢结构的基本单位是一个由12个正五边形和2个正六边形所组成的几何细胞。覆盖这个框架的是半透明的气泡，称为PTFE膜(聚四氟乙烯)，它能为场馆带来更多的自然光。下列说法不正确的是()A．PTFE可以使溴水褪色B．PTFE是通过加聚反应合成的C．PTFE的单体是CF2=CF2D．PTFE化学稳定性，耐酸、碱性良好【解析】聚四氟乙烯的结构单元为—CF2—CF2—，因此可知它是由单体CF2=CF2通过加聚反应合成的，故B、C正确，聚四氟乙烯中无不饱和键，不能使溴水褪色。【答案】A4．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝质飞船进行太空探索。其依据是()A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D．塑料是有机物，不会和强酸或强碱作用【解析】用塑料飞船代替铝质飞船，其依据一定是其性能上的差异。在塑料生产中加入添加剂改变其成分，能得到质量轻、性能好、成本低的新型材料，这就是取代铝质(一般含有Mg、Ti等多种合金元素)材料的依据。【答案】B5．铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接，自来水管锈蚀最快的是()【导学号：72062169】A．铁水龙头 B．铜水龙头C．塑料水龙头 D．陶瓷水龙头【解析】Fe－Cu－自来水(作电解质溶液)形成原电池，其中Fe作负极，而加快腐蚀。【答案】B6．某种塑料的结构可表示为，合成该塑料所需的原料是()A．CH3Cl B．CH2=CHCl =CHCl【解析】该高分子化合物的链节只有2个碳原子，说明是发生加聚反应生成的高聚物，将链节的两个半键闭合即得单体CH2CHCl。【答案】B7．下列电池工作时，O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池【解析】锌锰电池，正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－，MnO2在正极放电，A错误。氢燃料电池，正极反应(酸性条件下)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，O2在正极放电，B正确。铅蓄电池，正极反应：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，PbO2在正极放电，C错误。镍镉电池，正极反应：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正极放电，D错误。【答案】B8．材料是人类赖以生存的重要物质基础，而化学是材料科学发展的基础。下列有关材料的说法中，正确的是()A．生活中的玻璃、陶瓷、水泥属于无机硅酸盐材料，其生产原料都需要使用石灰石B．合金材料钢铁里的铁和碳在潮湿的空气中因构成许多原电池而易发生电化学腐蚀C．居室装修材料如化纤地毯、三合板、花岗岩等均会释放出污染空气的甲醛气体D．造成“白色污染”的聚氯乙烯塑料在日常生活中可用来进行食品包装【解析】陶瓷原料是黏土；钢铁是合金材料，在潮湿空气中易发生吸氧腐蚀；花岗岩会释放出放射性元素；聚氯乙烯塑料有毒，不能盛装食品。【答案】B9．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗【解析】选项A中黄铜(铜锌合金)可以构成原电池，被腐蚀的金属应是金属性较强的锌而不是铜，所以不会产生铜绿。选项B中生铁中含有碳，可以构成原电池从而使铁腐蚀生锈。选项C中铁与铜接触构成原电池，铁比铜活泼，铁被腐蚀生成铁锈。选项D中银质奖章是由较纯的银制作的，不构成原电池，久置后变暗是跟空气中的物质发生氧化还原反应造成的。【答案】D10．化学与生产、生活紧密相连，下列叙述正确的是()A．石油的分馏、煤的气化属于物理变化；石油的裂解、煤的干馏属于化学变化B．铝及合金是日常生活广泛使用的材料，通常用电解氯化铝的方法制取铝C．绿色化学期望从源头消除污染，生产过程中充分利用原料，实现零排放D．在江河入海口的钢铁闸门上安装铜块或锌块，均可防止钢铁闸门被腐蚀【解析】A．煤的气化、石油的裂解属于化学变化；B.氯化铝为共价化合物，熔融态不导电，金属铝的冶炼方法是电解熔融的氧化铝；C.绿色化学期望从源头消除污染，生产过程中充分利用原料，实现零排放；D.在钢铁闸门上安装铜块，铁、铜和电解质溶液形成原电池，铁作负极，加快钢铁闸门的腐蚀。【答案】C11．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B．普通玻璃、有机玻璃都属于硅酸盐C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D．单晶硅常用于制造光导纤维【解析】A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料，A正确；B.有机玻璃不属于硅酸盐产品，B错误；C.纤维素为天然高分子化合物，而纤维素硝酸酯是人工合成的，C错误；D.二氧化硅是制造光导纤维的主要材料，D错误。【答案】A12．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是()【导学号：72062170】【解析】A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。【答案】C二、非选择题(共40分)13．(7分)日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑，选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。①不锈钢②白铁(镀锌铁皮)③铝合金④镀铬铁管⑤涂漆⑥镶嵌锌块⑦与直流电源负极相连(阴极保护法)用途选用材料或保护方法菜刀楼梯扶手或阳台护栏水桶航海轮船水闸吊车塔架房门窗框【解析】解答本题除理论联系实际外，还要结合日常观察，综合分析得出结论。菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用外加电流的阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。【答案】①④②⑥⑦⑤③14．(12分)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或长石)高温熔融而成，主要反应的化学方程式为___________________________。(2)玻璃钢中玻璃纤维的作用是________。玻璃钢具有________优异性能(写出两点即可)。(3)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是________。a．深埋b．粉碎后用作树脂填料c．用作燃料d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂【解析】(1)利用石灰石、纯碱、石英砂生成玻璃的化学方程式为Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温),\s\do15())Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温),\s\do15())CaSiO3＋CO2。(2)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，其中玻璃纤维的作用是增强体，酚醛树脂是基体；它的优点有：强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。(3)废旧合成材料的再生利用主要途径是：①通过再生和改性，重新做成多种有用的材料和制品；②采用热裂解或化学处理方法使其分解，用于制备多种化工原料。因为塑料深埋地下一百年也不会腐烂，造成严重的白色污染，故a错；酚醛塑料不能溶解于有机溶剂，故d错。【答案】(1)纯碱Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温),\s\do15())Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高温),\s\do15())CaSiO3＋CO2↑(2)增强体强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等(3)b15．(6分)材料是人类生存和发展的物质基础，合理使用材料可以改善我们的生活。【导学号：72062171】(1)居室装修所使用的人造板材会释放出一种挥发性物质，长期接触会引起过敏性皮炎，免疫功能异常，该挥发性物质是________(填字母)。A．酒精B．蔗糖C．甲醛(2)金属制品保存不妥当，容易发生腐蚀，金属腐蚀的本质是________。【解析】(1)装修材料会挥发出多种有机化合物如甲醛、苯、甲苯、丙酮等污染性气体，对人体产生危害，故选C；(2)金属腐蚀的本