第6課材料的利用與發(fā)展-2023-2024學(xué)年九年級科學(xué)上冊學(xué)練測（浙教版）（原卷版）

第6課材料的利用與發(fā)展【學(xué)與練】一、材料的發(fā)展歷程提問：你們知道材料的發(fā)展是嗎？哪位同學(xué)可以起來回答一下?？偨Y(jié)材料的發(fā)展史：石器→陶器→青銅器→鋼鐵的使用→合成材料的使用→新型材料的使用。二、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。包括：光電子信息材料、先進(jìn)復(fù)合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導(dǎo)材料。1、光電子材料：實現(xiàn)光子變電子、電子變光子、一種頻率的光子變?yōu)榱硪环N頻率的光子，或自發(fā)輻射變?yōu)槭芗ぽ椛涞募夹g(shù)，稱為光電子技術(shù)。2、先進(jìn)復(fù)合材料：樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料。3、超級陶瓷材料：納米陶瓷等。4、新型金屬材料：記憶合金、鋁合金、金屬玻璃等。5、新型高分子材料：導(dǎo)電塑料做成的塑料電池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子材料等。6、納米材料：納米材料是指由粒徑在1—100納米之間的粒子組成的材料。將宏觀物體細(xì)分成納米粒子后，它將顯著的不同。納米材料在機械強度、磁、光、聲、熱等方面都與普通材料有很大的不同。①一般陶瓷脆性較大，撞擊易破碎，而納米陶瓷有很好的韌性，撞擊也不易破裂。②新型納米油墨的色調(diào)更濃，書寫的字跡色澤更好。③將納米鉛粉末加入到固體燃料中，會使火箭推進(jìn)器的前進(jìn)速度增加好幾倍。三、材料制造與環(huán)境保護1、“綠色化學(xué)”：又稱環(huán)境友好化學(xué)，它的主要特點如下：（1）充分利用資源和能源，采用無毒、無害的材料；（2）在無毒、無害的條件下反應(yīng)，以減少廢棄物向環(huán)境中的排放；（3）提高原子的利用率，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、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。2、工業(yè)“三廢”及處理。（1）工業(yè)“三廢”是指廢水、廢渣、廢氣。（2）處理方法如下：①“廢氣”的處理一般安裝回收設(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，二氧化碳、二氧化硫可利用與堿溶液反應(yīng)除去。②“廢渣”的處理一般是制水泥或其他建筑材料，變廢為寶，如含磷的廢渣可轉(zhuǎn)化成磷肥等。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，制成需要的金屬材料等，廢水符合排放要求后再排放到河流中或循環(huán)利用。3、探究：怎樣以銅為主要原料制備硫酸銅（1）設(shè)計實驗方案：課本介紹了一種方案，其它方案還有以下三種：方案一：Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。方案二：2Cu＋O22CuO；CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O。方案三：Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2；Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3；Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O。（2）針對原料的利用率、產(chǎn)生的污染、制備成本等方面進(jìn)行討論。方案一：利用率低、會產(chǎn)生污染。方案二：可以利用。方案三：成本高、步驟繁瑣。化工生產(chǎn)原則：除了處理“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。一、選擇題1．（2022九上·鎮(zhèn)海區(qū)期末）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(dǎo)熱性、導(dǎo)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COC．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2．（2023九上·金華期末）下列冬奧會比賽用品的材料不屬于合成材料的是（）A．冰壺壺體——花崗石B．滑雪板基礎(chǔ)材料聚乙烯C．護目鏡鏡片聚碳酸酯D．冰球合成橡膠3．金華市“創(chuàng)全國文明城市”活動進(jìn)行得如火如荼，其中垃圾分類回收利用是檢查項目之一。垃圾分類既能節(jié)約資源，又能減少污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。例如：廢棄易拉罐、舊電線、鋁材下腳料等可歸為一類回收，它們均屬于（）A．有機合成材料 B．金屬材料C．非金屬材料 D．氧化物4．（2022九上·杭州期中）創(chuàng)造了10909m深潛新紀(jì)錄的“奮斗者號”載人潛水器的外殼由鈦合金制造。鈦合金屬于（）A．金屬材料 B．無機非金屬材料C．合成材料 D．有機物5．（2022九上·海曙期中）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6．人類文明的進(jìn)步離不開各種工具的發(fā)明與改進(jìn)，下列工具主要由金屬材料制成的是（)A．石器 B．石斧 C．青銅器 D．瓷碗7．美國生物醫(yī)學(xué)工程師使用3D打印技術(shù)，打印出一種彈性博膜，該薄膜是由柔軟、易彎曲的硅材料制成，和人類心外膜的形狀完全一致，內(nèi)嵌感應(yīng)器。若在病人心勝植入該薄膜，能利用感應(yīng)器檢測心臟的功能，并在病人出現(xiàn)心律不齊的情況下給予電療刺激，根據(jù)以上敘述，對該技術(shù)下列觀點合理的是（）A．可制造具有特功能的“人造心臟”服務(wù)人類B．3D打印機以細(xì)胞為材料打印彈性薄膜C．能幫助人類戰(zhàn)勝疾病，可忽視其潛在風(fēng)險D．可見人工制造的高等動植物將會很快出現(xiàn)8．2022年北京冬奧會火炬的外殼由碳纖維復(fù)合材料制成，具有“輕、固、美”的特點，在1000℃的溫度下也不會起泡、開裂?；鹁嫱鈿げ牧系倪x擇不需要考慮的因素是（）A．密度小 B．硬度大 C．耐高溫 D．導(dǎo)電性好9．（2022九下·定海月考）“信息”“材料”“能源”被稱為新科技革命的三大支柱，下列敘述不正確的是（）A．在即將到來的新能源時代，核能、太陽能、氫能將成為主要能源B．新型材料將在航空航天領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用C．光纜在信息產(chǎn)業(yè)中有廣泛應(yīng)用，制造光纜的主要材料是單質(zhì)硅D．用乙醇汽油作為汽車的燃料，可節(jié)省石油資源，減少汽車尾氣的污染10．（2022九上·婺城期末）生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。分類的目的是提高垃圾的資源價值和經(jīng)濟價值，力爭物盡其用。下列垃圾分類合理的是（)A．可回收垃圾：舊報紙、礦泉水瓶B．廚余垃圾：菜根爛葉、飲料包裝盒C．有害垃圾：破碎玻璃、廢銅爛鐵D．其他垃圾：廢舊電池、衛(wèi)生間廢紙11．現(xiàn)代科技的發(fā)展，促使新型材料研究日益向微觀層次深人，產(chǎn)生了納米材料。納米材料與普通料相比，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(jìn)器的速度加快12．（2021九上·余杭期中）小陽對所學(xué)部分化學(xué)知識歸納如下，其中完全正確的一組是（）①物質(zhì)的分類②資源的利用和保護a．合成橡膠、合金都屬于合成材料b．氧化物中含有氧元素c．混合物中一定含有多種元素a．保護空氣要減少有害氣體和煙塵的排放b．愛護水資源要節(jié)約用水和防止水體污染c．保護金屬資源只能通過防止金屬腐蝕實現(xiàn)③“低碳經(jīng)濟”的措施④用“化學(xué)”眼光分析a．改造或淘汰高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)b．研制和開發(fā)新能源替代傳統(tǒng)能源c．減少使用一次性塑料方便袋a．利用堿石灰中和酸性土壤是利用酸和碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)b．濕衣服晾干是因為分子之間有間隔c．明礬凈水是因為明礬溶于水生成膠狀物A．① B．② C．③ D．④13．（2021九上·嘉興期中）材料是時代進(jìn)步的重要標(biāo)志。下列有關(guān)材料的說法錯誤的是（）A．廢棄塑料會帶來“白色污染”B．鋁表面致密氧化膜防止鋁制品被酸腐蝕C．指甲、羊毛里含蛋白質(zhì)D．塑料、合成橡膠都屬于有機合成材料14．現(xiàn)代社會生產(chǎn)的新型陶瓷材料層出不窮，如用氧化鋁等原料生產(chǎn)的陶瓷已被應(yīng)用于制造發(fā)動機。下列有關(guān)氧化鋁陶瓷的說法，錯誤的是（）。A．該陶瓷屬于有機合成材料B．該陶瓷耐高溫，強度高C．該陶瓷中的原料氧化鋁屬于金屬氧化物D．該陶瓷由于含有氧化鋁，所以耐酸堿性不強15．現(xiàn)代科技的發(fā)展，促使新型材料研究日益向微觀層次深人，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(jìn)器的速度加快16．（2021九下·金華月考）石墨紙是最新研發(fā)的一種獨特的復(fù)合材料（如圖所示），其成分以石墨為主，薄如紙張，比鋼要堅硬10倍且輕巧，還可以回收再利用，下列有關(guān)石墨紙說法錯誤的是（）A．石墨紙是一種環(huán)保材料 B．石墨紙是良導(dǎo)體，容易導(dǎo)電C．石墨紙屬于有機合成材料 D．與鋼相比，石墨紙的硬度較大二、填空題17．芯片制造是半導(dǎo)體工業(yè)中重要的一環(huán)，如圖中銅板、硅、塑料板、氫氟酸(HF)都是芯片制造工業(yè)中的常用材料，請按要求回答下列問題：（1）如圖半導(dǎo)體工業(yè)材料中，屬于有機材料的是。（2）芯片制造過程中的蝕刻要用到氫氟酸(HF)，HF中F元素的化合價，它也能蝕刻玻璃，其中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaSiO3+6HF=CaF2+SiF4↑+3X，X的化學(xué)式為18．（2023九上·長興期末）目前，鐵在生活和生產(chǎn)中都有著非常重要的作用。（1）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．無機非金屬材料C．合成材料 D．復(fù)合材料（2）某品牌的麥片中含微量鐵粉，食用后可在胃酸的作用下轉(zhuǎn)化為人體可吸收的鐵元素，胃酸的主要成分是(填化學(xué)式)。19．（2022九上·舟山期中）2021年3月26日，我國首次通過天問一號探測器拍攝到南、北半球火星側(cè)身影像，化學(xué)材料在其中起到了重要的作用。（1）探測器天線骨架涂有一層聚酯纖維網(wǎng)，聚酯纖維屬于（填“金屬材料”、“合成材料”或“復(fù)合材料”）。（2）天問一號在火星著陸后，將利用三結(jié)砷化鎵太陽能電池作為其動力，制取砷化鎵（GaAs）的化學(xué)原理為：(CH3)20．（2022九上·舟山期中）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦、空氣等為主要原料煉鐵，反應(yīng)過程如下：

（1）在上述步驟①②③中，屬于氧化還原反應(yīng)的是（填序號）。（2）金屬礦物的儲量有限，請寫出一條保護金屬資源的有效方法。21．純電動車是以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛的一類新能源車，如圖是某款電動汽車。（1）圖中屬于金屬材料的有（填序號）。（2）新型固體LiFePO4隔膜電池廣泛應(yīng)用于電動汽車，電池充電反應(yīng)為FePO4＋Li=LiFePO4，該充電反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的22．（2022·舟山模擬）據(jù)《合金與化合物》雜志描述，科學(xué)家近日研制出新型鋁合金，添加了少量銅、錳和鋯的特殊納米微粒。該新材料可以承受高溫、高壓；使其導(dǎo)電性、強度和延展性得到了近乎完美的結(jié)合。（1）該新型鋁合金在物質(zhì)分類上屬于（選填“純凈物”或“混合物”）。（2）從微觀分析，該鋁合金中的納米銅以（選填“分子”“原子”或“離子”）形式存在。（3）對該新型合金用途適合是。A．制造飛機、汽車 B．制作導(dǎo)線 C．制造深潛器外殼23．（1）朵朵家新買了一個家用電熱水壺，如下圖，其中所用材料屬于合金的是，A．不銹鋼外殼 B．酚醛塑料手柄C．純銅導(dǎo)線 D．聚氯乙烯線（2）愛思考的朵朵發(fā)現(xiàn)這個熱水壺的銘牌上標(biāo)著：220V1100W，家里電飯煲的銘牌上標(biāo)著：220V800W。不計熱量損失，用它們分別加熱相同質(zhì)量的水升高相同的溫度，省電。（選填“熱水壺”“電飯煲”或“一樣”）（3）鋁合金也屬于合金材料，其中主要含有鋁、銅、鎂三種金屬，科學(xué)實驗小組同學(xué)為驗證這三種金屬的活動性順序，某同學(xué)設(shè)計了如圖3個實驗。經(jīng)仔細(xì)分析，同學(xué)們一致認(rèn)為三個實驗中只需選做兩個實驗即可驗證鋁、銅、鎂三種金屬的活動性順序。三、實驗探究題24．（2022九上·舟山期中）某?？茖W(xué)興趣小組成員對市區(qū)生活垃圾的成分作了調(diào)查，結(jié)果如圖甲；取市垃圾填埋場不同深度的垃圾樣品，測定鉻(Cr)、鉛(Pb)、砷(As)三種有害元素的含量，得到數(shù)據(jù)如圖乙。請根據(jù)這些信息回答下列問題：（1）從圖甲可以看出該市生活垃圾的成分以為主。（2）下列對垃圾填埋場中有害元素含量的描述，正確的是_____。A．有害元素含量隨著垃圾堆放深度增加而增大B．這三種有害元素在0~30cm層含量低于30~60cm層含量C．這些垃圾因含有有害元素而毫無價值（3）請你根據(jù)上述的信息，對于城市中垃圾的處理方法提出幾條合理的建議或設(shè)想（寫出兩點）。四、解答題25．（2022九上·舟山期中）化學(xué)改變世界，科技改變生活。請回答：（1）我國自主研發(fā)的復(fù)興號動車組列車，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）我國對石墨烯技術(shù)的研究居世界領(lǐng)先地位。石墨烯性能優(yōu)良，用途獨特，比如用作太陽能電池的電極，這主要是利用了它的性。（3）我國白主設(shè)計建造的港珠澳大橋是目前世界最長的跨海大橋，它使用了世界最大尺寸高阻尼橡膠隔震支座，其中橡膠屬于（填字母）a.金屬材料b.有機高分子材料c.復(fù)合材料（4）我國在氫能汽車研發(fā)領(lǐng)域取得重大突破，采用了第四代以氫為燃料的電池技術(shù)。氫氣作為理想能源前景廣闊，現(xiàn)通過生物法制得的氫氣中混有CO、O2和水蒸氣等（氫氣的體積分?jǐn)?shù)通常為60％～90％），為了得到純凈的氫氣，將混合氣體依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置。該除雜方案是否正確？，理由是。26．閱讀下列材料。新型鑄鐵材料??蠕墨鑄鐵在高碳鐵液中加入稀土合金，得到斷口呈“花斑”狀，石墨為蠕蟲狀蠕墨鑄鐵（又稱蠕鐵）。蠕鐵是具有片狀和球狀石墨之間的過渡形態(tài)鑄鐵，片狀石墨和球狀石墨內(nèi)部原子排列方式不同。蠕鐵是一種具有良好力學(xué)性能（耐高溫、強度大、斷面敏感性小）、導(dǎo)熱率高和抗氧化性能的新型鑄鐵材料。蠕鐵廣泛用于制造汽車發(fā)動機、汽車制動零件、排氣管等。國產(chǎn)蠕鐵中的蠕化劑均含有稀土元素，如稀土硅鐵鎂合金、稀土硅鈣合金等。國產(chǎn)蠕鐵技術(shù)沖破了國外的技術(shù)封鎖，助推我國發(fā)動機制造技術(shù)邁向世界領(lǐng)先水平?；卮鹣铝袉栴}：（1）蠕墨鑄鐵從材料分類看屬于材料（填“有機合成”或“金屬”）。（2）蠕墨鑄鐵作為發(fā)動機材料主要是利用其獨特的（填“物理”或“化學(xué)”）性質(zhì)。（3）片狀石墨和球狀石墨的組成元素（填“相同”或“不同”)。（4）工業(yè)上采用赤鐵礦石（主要成分為氧化鐵）煉鐵的反應(yīng)原理是。（用化學(xué)方程式表示），其中是還原劑（5）要煉出含鐵90％的生鐵100噸，至少需要Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％的鐵礦石多少噸？（計算結(jié)果取整數(shù)）27．（2021九上·杭州期中）從杭州市錦繡中學(xué)到杭州東南中學(xué)路程大約為25公里。（1）如果小應(yīng)開車從杭州市錦繡中學(xué)出發(fā)，汽車以90KW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，在05s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機做了J功。（2）小應(yīng)的汽車使用無鉛汽油，我國部分地區(qū)使用乙醇汽油。請寫出乙醇(C2H5OH)在足量的氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O的化學(xué)方程式。（3）從低碳環(huán)保考慮，許多人會選擇電動汽車代步，用直流充電樁給電動汽車充電時將電能轉(zhuǎn)化為貯存在電動汽車的蓄電池內(nèi)。（4）如果小應(yīng)坐地鐵去杭州東南中學(xué)，地鐵的鐵軌通常是由錳鋼制成的，錳鋼屬于。A．合成材料 B．金屬材料C．復(fù)合材料 D．無機非金屬材料28．（2020九上·西湖月考）閱讀嫦娥五號部分探月任務(wù)，完成相應(yīng)問題。嫦娥五號探測器，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，后續(xù)在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行后，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，著陸器承載上升器擇機實施月球正面預(yù)選區(qū)域軟著陸，按計劃開展月面自動采樣等后續(xù)工作.①2020年11月23日18時30分，長征五號遙五運載火箭開始加注液氧液氫低溫推進(jìn)劑。②2020年12月4日，旗開月表，五星閃耀，該面國旗以國產(chǎn)高性能芳綸纖維材料為主，能夠抵御月表惡劣的環(huán)境，做到不褪色、不串色、不變形。③12月1日22時57分，嫦娥五號探測器像跳傘運動員一樣在深空完成一系列高難度動作：主動減速、快速調(diào)整、接近、懸停避障、緩速下降和自由下落階段。④2020年12月2日4時53分，探月工程嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球土壤鉆取采樣及封裝，月壤中富集了大量的氦－3，氦3的最重大潛在價值是用作核能發(fā)電的燃料。試分析：（1）長征五號遙五運載火箭利用液氫做燃料，是因為液氫具有、無污染的優(yōu)點。（2）嫦娥五號探測器所攜帶國旗的材料主要是（“有機合成材料”、“金屬材料”、“無機非金屬材料”）。（3）嫦娥五號探測器主動減速下降時機械能__________。A．增大 B．減小C．不變 D．先增大后減?。?）對于利用氦3進(jìn)行核能發(fā)電，下列分析正確的是。A.需要提供超高溫條件B.需要提供適量的中子轟擊C.不會產(chǎn)生放射性射線D.也稱為熱核反應(yīng)（5）對于留置在月面的著陸器，其表面有部分材料是鐵制品，試分析該鐵制品時間久了很是否會生銹，原因是。29．閱讀《碳納米管》．碳納米管小雨在中國科技館內(nèi)看到了對“碳納米管”材料的介紹后（如圖1所示），想更加詳細(xì)的了解，于是就上網(wǎng)搜索．她了解到碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能．如圖2所示，它是由一些柱形的碳管同軸套構(gòu)而成，直徑大約在1到30nm之間，長度可達(dá)到1μm（1μm=103nm）．這種管完全由碳原子構(gòu)成，并可看成是由單層石墨六角網(wǎng)面以其上某一方向為軸，卷曲360°而形成的無縫中空管，相鄰管子之間的距離約為0.34nm．碳納米管的抗拉強度最大可達(dá)到2×1011Pa，是鋼的100倍，密度卻只有鋼的16碳納米管可用于鋰離子電池負(fù)極材料．碳納米管的層間距為0.34nm，略大于石墨的層間距0.335nm，這有利于Li+的嵌入與遷出，它特殊的圓筒狀構(gòu)型不僅可使Li+從外壁和內(nèi)壁兩方面嵌入，又可防止因溶劑化Li+嵌入引起的石墨層剝離而造成負(fù)極材料的損壞．碳納米管摻雜石墨時可提高石墨負(fù)極的導(dǎo)電性，消除極化．實驗表明，用碳納米管