高中化学第三章探索生活材料章末小结与测评学案新人教版选修

章末小结与测评[知识网络构建][专题归纳提升]专题一金属的腐蚀与防护1．金属的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\up8(直接发生氧化反应),\s\do8(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\up8(发生原电池反应),\s\do8(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或一层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C[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。]专题二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。(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；C B．陶瓷；SiO2C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO D．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\up8(高温))CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up8(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)A[专题对点演练]1．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()C[一般碳氢化合物易燃，故选C。]2．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C[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。]3．下列有关物质的用途(括号内为其用途)错误的是()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)D[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。]4．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D[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。]5．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。(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＝3.5。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在玻璃熔炉中经高温生成的，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”和“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