2.6 材料的利用和發(fā)展（解析版）-2022-2023學(xué)年九年級上冊科學(xué)精講精練（浙教版）

2022-2023學(xué)年九年級上冊科學(xué)精講精練2.6材料的利用和發(fā)展考點1.材料與人類社會發(fā)展原始人利用石頭制成了石斧、石刀、箭頭、刮器，又用獸骨和魚骨制成了骨針，這使他們捕獲了更多的野生動物，并利用它們的毛皮保暖。隨著火的使用，古代人開始創(chuàng)造和使用陶器，使人類文明得到了較大的發(fā)展。在掌握濕法煉銅技術(shù)之后，又制造出了種類繁多的青銅器和銳利無比的青銅武器。隨著煉鐵技術(shù)的掌握，人們制造犁隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們有目的地改進(jìn)材料的性能，使半導(dǎo)體材料、光纖材料、碳纖維復(fù)合材料等新型材料不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了通訊、計算機(jī)、航空、航天等行業(yè)迅速發(fā)展。人類社會進(jìn)入了信息時代?？键c2.新型材料新型材料是指那些新出現(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。新型材料有：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)材料等?，F(xiàn)代科技發(fā)展，促使新型材料研究日益向微觀層次深入，以納米為單位的超級微小顆粒材料稱為納米材料?！緝?yōu)點】納米材料與普通材料相比，在機(jī)械強(qiáng)度、磁、光、聲、熱等方面都有很大的不同。例如，一般的陶瓷材料脆性較大，可是用納米陶瓷粉末燒成的陶瓷卻有很好的韌性，即使被撞倒也不破裂；新型納米油墨的色調(diào)更濃，書寫的字跡色澤更好；將納米鉛粉末加入到固體燃料中，就會使火箭推進(jìn)器的前進(jìn)速度加快好幾倍。納米材料在各個領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景?？键c3.材料制造與環(huán)境保護(hù)三廢：廢水、廢渣、廢氣，使自然界的生態(tài)平衡遭受破壞。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。1．2013年4月，用我國自主研發(fā)的1號生物航空煤油的飛機(jī)首次試飛成功。生物航空煤油是以多種動植物油脂為原料，采用自主研發(fā)的加氫技術(shù)、催化劑體系和工藝技術(shù)生產(chǎn)。我國正積極研發(fā)餐飲廢油（地溝油）和海藻加工生產(chǎn)生物航空煤油的技術(shù)。下列有關(guān)說法中，錯誤的是（）A．此項技術(shù)有助緩解民用航空業(yè)的能源問題B．生物航空煤油生產(chǎn)過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化C．“地溝油”流人餐桌會對食用者產(chǎn)生危害D．“地溝油”可以進(jìn)行合理利用變廢為寶【答案】B【詳解】A、化石燃料面臨枯竭，能源危機(jī)擺在人們面前，餐飲廢油（地溝油）和海藻加工生產(chǎn)生物航空煤油的技術(shù)可以緩解能源危機(jī)，故正確；B、以油脂為原料，采用加氫技術(shù)、在催化劑作用下生成的煤油是一種新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化，故錯誤；C、食用“地溝油”會危害身體健康，故正確；D、將廢油（地溝油）和海藻加工生產(chǎn)生物航空煤油的技術(shù)，是廢物再利用的技術(shù)，利國利民，故正確。故選B。2．鋁鋰合金是中國商用飛機(jī)C919上使用的一種新材料，鋁鋰合金是A．有機(jī)合成材料 B．金屬材料 C．高分子材料 D．非金屬材料【答案】B【詳解】金屬材料包括純金屬和合金，因此鋁鋰合金是金屬材料，B選項正確，符合題意。故選B。3．我校九年級二班學(xué)生舉行“使用塑料的利與弊”的辯論會，作為正方(使用塑料有利)的我，下列各項敘述中，千萬不能作為我方論點的是()A．塑料的制造成本低，而且經(jīng)久耐用 B．大量使用塑料，會造成白色污染C．塑料抗腐能力強(qiáng)，不與酸堿反應(yīng) D．塑料一般不導(dǎo)電，是良好的絕緣體【答案】B【詳解】A、塑料的優(yōu)點是制造成本低、耐用、防水等，屬于利；B、大量使用塑料，會造成白色污染，屬于弊；C、塑料抗腐能力強(qiáng)，不與酸堿反應(yīng)，屬于利；D、塑料一般不導(dǎo)電，是良好的絕緣體，屬于利；故選B。4．垃圾分類既可以節(jié)約資源，又能減少污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。各類“廢舊試卷”應(yīng)放入下列哪一個垃圾桶中？（）A．可回收物 B．易腐垃圾 C．有害垃圾 D．其他垃圾【答案】A【詳解】“廢舊試卷”等可以回收再利用，應(yīng)該放在可回收垃圾。故選A。5．把研究工作視為游戲是2010年諾貝爾物理學(xué)獎得主海姆及其團(tuán)隊的特別之處。他們發(fā)現(xiàn)的新材料石墨烯有許多奇特的屬性：密度小、硬度大、柔軟、可回收，有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及抗拉伸能力，它也將會代替現(xiàn)有的硅材料。根據(jù)石墨烯的屬性，下列不能用石墨烯來制造的是（

）A．新型半導(dǎo)體材料B．優(yōu)良的絕緣材料C．超輕型飛機(jī)材料D．新型防彈衣材料【答案】B【詳解】A.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，可以用來制作半導(dǎo)體材料。此選項正確，不符合題意；B.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，不能用來制作絕緣材料。此選項錯誤，符合題意；C.石墨的密度較小，可以用來制作超輕型飛機(jī)材料，能夠減輕飛機(jī)的質(zhì)量。此選項正確，不符合題意；D.石墨具有較高的硬度，可以作為防彈衣材料。此選項正確，不符合題意。故選B.6．下列用于制造汽車的物質(zhì)，不屬于人造材料的是（）A．鋼鐵 B．塑料 C．真皮 D．玻璃【答案】C【分析】人造材料是人為地把不同物質(zhì)經(jīng)化學(xué)方法或聚合作用加工而成的材料?！驹斀狻緼、鋼鐵是人為地造成的合金，屬于人造材料，故A正確；B、塑料是合成材料，屬于人造材料，故B正確；C、真皮是天然形成的，不屬于人造材料，故C不正確；D、玻璃屬于人造材料，故D正確。故選C。7．溫州市馬鞍山龍泉窯遺址成為浙江省2020年度“十大”重要考古發(fā)現(xiàn)，實證溫州曾深度參與海上絲綢之路。該遺址出土物品用傳統(tǒng)材料制作，下列可能屬于該遺址物品的是（）A．陶瓷餐具 B．防彈頭盔C．半導(dǎo)體集成電路 D．光導(dǎo)纖維【答案】A【詳解】A、陶瓷餐具使用的陶瓷，已經(jīng)有幾千年的歷史，則它應(yīng)該屬于該遺址物品，故A符合題意；BCD、防彈頭盔，半導(dǎo)體集成電路和光導(dǎo)纖維，都是近幾十年來人類發(fā)明的新材料，故B、C、D不合題意。故選A。8．下圖是利用缺鐵性氧化物[Fe(1－y)O]進(jìn)行CO2再資源化研究的示意圖。下列說法正確的是A．如該研究成熟并廣泛應(yīng)用，不能緩解溫室效應(yīng)B．反應(yīng)①為置換反應(yīng)，反應(yīng)②為分解反應(yīng)C．反應(yīng)①提高了鐵的氧化物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)D．整個轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：CO2C＋O2【答案】D【詳解】A、由圖可以看出，該反應(yīng)吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為碳和氧氣，若該研究成熟并廣泛應(yīng)用，能緩解溫室效應(yīng)，故A錯誤；B、反應(yīng)①中缺鐵性氧化物和二氧化碳兩種反應(yīng)物都是化合物，不屬于置換反應(yīng)，故B錯誤；C、反應(yīng)①中缺鐵性氧化物[Fe（1-y）O]奪取了二氧化碳中的氧，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了，降低了鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故C錯誤；D、整個轉(zhuǎn)化反應(yīng)的過程為二氧化碳在缺鐵氧化物和高溫條件下轉(zhuǎn)變?yōu)樘己脱鯕獾倪^程，化學(xué)方程式可表示為：CO2C＋O2，故D正確。故選D。9．石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。2018年3月，發(fā)表在《自然》上的一篇論文指出，當(dāng)兩層石墨烯以1.1度的“魔角”扭曲在一起時，并且溫度降低到1.7開爾文（約-271℃）以下時，雙層石墨烯即可實現(xiàn)超導(dǎo)。下列有關(guān)石墨烯說法錯誤的是（

）A．石墨烯由原子構(gòu)成 B．石墨烯化學(xué)性質(zhì)與金剛石相似C．兩層石墨烯扭曲在一起形成新的化合物 D．-271℃時石墨烯的電阻為零【答案】C【詳解】A．由題意知石墨烯由碳原子構(gòu)成，故A正確，不符合題意；B．石墨烯由碳原子構(gòu)成，可推測其化學(xué)性質(zhì)與金剛石相似，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)題中信息知石墨烯是由碳原子組成的，所以不屬于化合物，故C錯誤，符合題意；D．根據(jù)題中信息知，溫度降低到1.7開爾文（約-271℃）以下時，雙層石墨烯即可實現(xiàn)超導(dǎo)即溫度為-271℃時石墨烯的電阻為零，故D正確，不符合題意。故選C。10．綠色化學(xué)的核心是要利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。尋找可以充分利用的、無毒害的原材料和能源。下列做法不符合這一理念的是（

）A．用可降解塑料取代聚乙烯等塑料制品B．禁止汽車使用含鉛汽油C．用太陽能發(fā)電代替燃煤發(fā)電D．制取硫酸銅：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O【答案】D【詳解】A、可降解和可再利用的產(chǎn)品可減少白色污染，符合綠色化學(xué)理念，故A不符合題意；B、禁止汽車使用含鉛汽油可以減少環(huán)境污染，符合綠色化學(xué)理念，故B不符合題意；C、用太陽能發(fā)電代替燃煤發(fā)電可以減少有害氣體和粉塵的排放，符合綠色化學(xué)理念，故C不符合題意；D、用濃硫酸和銅制備硫酸銅，反應(yīng)過程中產(chǎn)生二氧化硫有害的氣體污染大氣，不符合綠色化學(xué)理念，故D符合題意。故選D。11．新材料的研制和使用促進(jìn)“中國制造”走向世界．用下列對應(yīng)序號填空．①金屬材料

②無機(jī)非金屬材料

③合成材料

④復(fù)合材料（1）釩鋼用于制造高鐵的鐵軌，它屬于________

．（2）特種陶瓷用于制作月球車中的超聲電動機(jī)，它屬于________

．（3）國產(chǎn)大飛機(jī)的輪胎是用合金鋼和橡膠等物質(zhì)制成的，它屬于________

．【答案】

①

②

④【詳解】試題分析：（1）釩鋼用于制造高鐵的鐵軌，它屬于金屬材料，故填：①．（2）特種陶瓷屬于無機(jī)非金屬材料，故填：②．（3）大飛機(jī)的輪胎是用合金鋼和橡膠等物質(zhì)制成的，它屬于復(fù)合材料，故填：④12．納米級Cu2O因具有優(yōu)良的催化性能備受關(guān)注。某興趣小組同學(xué)在《培養(yǎng)中學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)研究》課題組老師的帶領(lǐng)下開展了系列研究。Ⅰ納米級Cu2O的用途研究【查閱資料】①氨氣是一種有刺激性氣味的氣體，在高濃度氧氣中才能燃燒，生成氮氣和水。②在納米級Cu2O的催化作用下，氨氣與氧氣在一定溫度下發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O4NH3＋3O2===2N2＋6H2O工業(yè)上用NO制備硝酸、氮肥等化工產(chǎn)品?！緦嶒?】設(shè)計圖1的實驗裝置驗證氨氣在氧氣中燃燒：將過量的氧氣與氨氣分別從a、b兩管進(jìn)氣口通入，并在b管上端點燃氨氣。實驗組需先通入氧氣，后通入氨氣，理由是_____?！緦嶒?】設(shè)計如圖2實驗裝置，并對生成物進(jìn)行成分分析。根據(jù)氣體成分分析數(shù)據(jù)，同學(xué)們繪制了曲線圖(見圖3)，發(fā)現(xiàn)在納米級Cu2O的催化作用下，300℃時以生產(chǎn)_____為主。若利用后續(xù)處理裝置模擬硝酸的工業(yè)制法，最好將電熱絲的溫度控制在_____℃左右。Ⅱ納米級Cu2O的制備研究利用某些特殊的細(xì)菌，在一定條件下將某巖石中的不溶性硫化銅(CuS)轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸銅，進(jìn)而制得納米級Cu2O，其流程如圖4：(1)在細(xì)菌作用下，巖石中的硫化銅(CuS)與空氣中的氧氣反應(yīng)生成硫酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。(2)③中觀察到的現(xiàn)象是_____。(3)在加熱條件下，用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2生成Cu2O、N2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，Cu2O中銅元素的化合價是_____?！敬鸢浮?/p>

NH3在空氣中不能點燃，并且NH3逸出會造成污染

氮氣

900

CuS＋2O2CuSO4

產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

N2H4＋4Cu(OH)22Cu2O＋N2↑＋6H2O

＋1【詳解】實驗1：NH3的燃燒需要高濃度氧氣，先通氧氣可以保證氨氣被點燃，并且NH3逸出會造成污染。實驗2：由圖曲線可以看出，在300℃時氮氣比NO產(chǎn)量高，以氮氣為主。若利用后續(xù)處理裝置模擬硝酸的工業(yè)制法，生成物中應(yīng)以NO為主，因此最好將電熱絲的溫度控制在900℃左右。（1）反應(yīng)物是硫化銅（CuS）與空氣中的氧氣，生成物是硫酸銅，反應(yīng)條件是細(xì)菌，化學(xué)方程式為CuS＋2O2CuSO4；（2）③中反應(yīng)是硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉，生成物中有氫氧化銅，因此可觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；（3）反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4＋4Cu(OH)22Cu2O＋N2↑＋6H2O，Cu2O中氧元素為-2價，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為0可知銅元素化合價為+1價。13．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，比如作太陽能電池的電極，這主要是利用了它的_____性。（3）我國自主設(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(jī)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，氫氣燃燒的化學(xué)方程式為_____,氫能源的優(yōu)點是_____。（答出一點即可）【答案】

鋁是比較活潑的金屬，在常溫下就很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密而堅固的氧化物薄膜，阻止內(nèi)層的鋁進(jìn)一步氧化，從而具有很好的抗腐蝕性

導(dǎo)電

b

2H2+O22H2O

無污染【詳解】（1）鋁是比較活潑的金屬，在常溫下就很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密而堅固的氧化物薄膜，阻止內(nèi)層的鋁進(jìn)一步氧化，從而具有很好的抗腐蝕性。（2）石墨烯具有十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性能，作電極是利用了石墨烯的導(dǎo)電性。（3）金屬材料是指純金屬及其合金，不論是天然橡膠還是合成橡膠，橡膠的相對分子量往往很大，大于幾十萬，屬于有機(jī)高分子化合物，故屬于有機(jī)高分子材料，復(fù)合材料是指金屬材料、有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料等多種材料的復(fù)合。故選b；（4）氫氣燃燒生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2+O22H2O；氫氣作為理想燃料優(yōu)點是無污染、熱值高、資源豐富等。14．厲害了我的國！厲害了復(fù)興號！復(fù)興號動車組列車（如圖）是由中國鐵路總公司牽頭組織研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、達(dá)到世界先進(jìn)水平的動車組列