2020高中化学 探索生活材料全章复习与巩固知识讲解学案 新人教版选修2

2020高中化学 探索生活材料全章复习与巩固知识讲解学案 新人教版选修2

‎《探索生活材料》全章复习与巩固 ‎【学习目标】‎ ‎1、认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成；‎ ‎2、描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义；‎ ‎3、知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途；‎ ‎4、举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。‎ ‎【知识网络】‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、常见合金的组成与应用 ‎ 1、合金的组成 将两种或多种金属（或金属与非金属）熔合而成。‎ ‎ 2、合金的特点 熔点：比组成成分的熔点都要低。‎ 硬度：比组成成分的硬度大。‎ 7‎ ‎3、生活中常见的合金 生活中常见的合金 合金种类 主要组成元素 常用生活器件 碳钢 铁、碳 刀具 黄铜 铜、锌 门锁及家庭装修材料等 青铜 铜、锡 青铜器 白铜 铜、镍 餐具 坚铝 铝、铜、镁、锰 门窗框架 镁铝合金 镁、铝 计算机和照相机外壳 武德合金 铅、锡、铋、镉 保险丝 焊锡 铅、锡 焊接时使用的材料 要点二、金属的腐蚀规律与防护方法 ‎1、化学腐蚀与电化学腐蚀的判断方法 （1）首先看金属种类：如金属是纯金属，也不与其他金属接触，则发生的腐蚀可能为化学腐蚀；若金属不纯或与其他金属接触，则发生的腐蚀为电化学腐蚀。‎ ‎（2）其次看接触的物质：如接触的物质是干燥的物质、非电解质、气体单质等，金属发生的腐蚀为化学腐蚀；如接触的物质是电解质溶液，则发生的腐蚀可能为电化学腐蚀。‎ 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 电化学腐蚀 化学腐蚀 条件 不纯的金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化的腐蚀 金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀 电子得失 活泼金属将电子间接转移给有氧化性的物质 金属直接将电子转移给有氧化性的物质 电流 有微弱电流产生 无电流产生 腐蚀对象 较活泼的金属 金属单质 ‎2、金属腐蚀的规律 　　要点诠释：‎ ‎（1）在同一电解质溶液中，原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 　　（2）在不同溶液中：一般情况下，金属在电解质溶液中的腐蚀＞金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀＞金属在弱电解质溶液中的腐蚀。‎ ‎（3）有保护措施的条件下：无防护条件下的腐蚀＞有一般防护条件下的腐蚀。 　　（4）对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 　　（5）由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属在腐蚀时只能发生吸氧腐蚀。‎ ‎3、金属腐蚀的防护方法 　　 金属的防护方法 金属防护的方法 实例 改变金属的内部结构 在钢铁中加入镍、镉制成不锈钢 在金属表面覆盖保护层 在金属表面涂油漆；在金属铁上镀一层锌或镉 电化学保护 在轮船船身上装一定数量的锌块；地下钢管连接镁块防止腐蚀 要点三、无机非金属材料 ‎ 1、传统无机非金属材料 ‎ 传统无机非金属材料的生产原料、生产过程、主要成分及性能 7‎ ‎2、新型无机非金属材料 要点四、有机高分子材料 ‎1、塑料 聚合反应：加聚反应（如制聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯）；‎ ‎ 缩聚反应（如制酚醛树脂）。‎ 要点诠释：‎ ‎（1）聚氯乙烯薄膜不能用来包装食品，应该用聚乙烯。‎ ‎（2）不粘锅内壁涂敷的是聚四氟乙烯。‎ 2、 纤维 ‎（1）天然纤维：植物纤维（如棉花，成分为纤维素，属于糖类）；‎ 动物纤维（如羊毛、蚕丝，成分为蛋白质）。‎ ‎（2）化学纤维：人造纤维（对天然纤维的加工，如粘胶纤维）；‎ 合成纤维（完全由人制造，如尼龙），尼龙又称锦纶，是人类第一次采用非纤维材料，通过化学合成方法得到的化学纤维。‎ ‎3、橡胶 ‎ ‎（1）天然橡胶：以天然乳胶（主要从橡胶树取得）为原料，成分为聚异戊二烯，是线形分子。‎ 硫化橡胶：当中含有二硫键，使线形分子转变为体型网状分子，有弹性且不易变形。‎ ‎（2）合成橡胶：如丁苯橡胶等。‎ ‎4、复合材料 7‎ 定义：由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的复合材料，通常具有比原材料更优越的性能。如钢筋混凝土、石棉瓦、玻璃钢等。‎ 组成：基体材料、增强材料，如碳纤维增强材料。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：合金 例1、现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为（ ）‎ A．Al、Cu、Mg、Si、Mn                 B．Al、Mg、Si、Zn C．Al、Fe、C、Cu                       D．Al、Si、Zn、Na ‎【思路点拨】本题根据金属的性质判断合金的成分，可根据实验现象判断出一定含有哪些物质，采用排除法进行选择。‎ ‎【答案】A ‎【解析】由不溶于酸但溶于碱并放出气体的条件，可确定有硅，再根据不溶于酸也不溶于碱的物质存在，可确定有铜，只有A项符合题意。‎ ‎【总结升华】铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、适用范围广、装饰效果好、花色丰富等。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列性质与这些用途无关的是（ ）‎ A．不易生锈                 B．导电性好 C．密度小                  D．强度高 ‎【答案】B ‎【解析】由题意可知：新型建筑装潢材料的选取与合金是否坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工有关，而与合金的导电性无关，故选B。‎ ‎【变式2】‎2011年9月29日，我国首个空间实验室“天宫一号”目标飞行器在酒泉卫星发射中心成功发射。中铝西南铝作为中国航空航天铝材研发保障基地，在此次“天宫一号”工程中承担了多个品种、规格的高品质铝合金关键材料和构件研发试制任务。下面关于铝合金的说法中错误的是（ ）。‎ ‎ A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低 ‎ B．高温液铝易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 ‎ C．镁铝合金在冷的浓硫酸中发生钝化 D．镁铝合金耐腐蚀，但能被NaOH溶液腐蚀 ‎【答案】C ‎【解析】合金的熔点比成分金属的低，硬度比成分金属的高，A项正确；铝在空气中极易被氧化，B项正确；镁在冷的浓硫酸中能发生反应，C项错误；镁铝合金中的金属铝能与烧碱溶液反应而被腐蚀，D项正确。‎ 类型二：金属的腐蚀与防护 例2、下图所示各试管中的铁钉最易锈蚀的是（ ）。‎ ‎ ‎ ‎ 【思路点拨】本题考查金属腐蚀的规律，需仔细分析各个选项的条件，涉及到影响金属腐蚀的因素。‎ 7‎ ‎【答案】C ‎【解析】含有少量铜的铁钉放在自来水中，会与水中溶解的少量电解质构成原电池，且铁作为负极，腐蚀得最快。‎ ‎【总结升华】了解金属腐蚀的条件和影响因素，才能在实际生活中更有效地采取防护措施。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2。下列说法中正确的是（ ）。‎ ‎ A．负极发生的反应为Fe－2e－=Fe2+‎ ‎ B．正极发生的反应为2H2O+O2+2e－=4OH－‎ ‎ C．原电池是将电能转变为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀 ‎【答案】A ‎【解析】由原电池反应式知负极为Fe－2e－=Fe2+，正极为2H2O+O2+4e－=4OH－，所以A项正确，B项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错误；根据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更容易发生电化学腐蚀，D项错误。‎ ‎【变式2】Mg－Ag、A1－Cu、Zn－Cu、Fe－Ag四组用Cu导线连接的形状相同、距离相等的金属片，分别放入下图所示装置中，且金属片放入溶液中的深度相同，忽略溶液中c（Ag+）的变化，则下列金属中腐蚀最快的是（ ）。‎ ‎ A．Mg B．A‎1 C．Zn D．Fe ‎【答案】A ‎【解析】其他条件相同时，两种金属的活泼性相差越大，活泼金属被腐蚀得越快。‎ ‎ ‎ 由于Mg、Ag活泼性相差最大，所以Mg被腐蚀得最快。‎ ‎【变式3】下图中，相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是（ ）。‎ ‎ ‎ ‎【答案】C ‎【解析】C项中Fe未与食盐水接触，不能形成原电池。其他均发生电化学腐蚀。‎ 类型三：无机非金属材料 例3、材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（ ）。‎ 材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚石 三氧化二铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 ‎【思路点拨】本题考查材料与化学成分的对应关系。‎ 7‎ ‎【答案】A ‎ ‎【解析】A项中刚玉的主要化学成分是三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分是碳，故A项错误。‎ ‎【总结升华】常见的题型中除了考查材料与主要化学成分的对应关系外，还有考查俗称与化学名称的对应关系。同学们在做该类型题时要采取灵活的做题方法，能找出肯定对的说法或肯定错的说法，这样能帮助做题。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列表述中正确的是（ ）。‎ ‎ ①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 ②采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③水泥是硅酸盐材料 ④夏天，游客佩戴由添加氧化亚铜的玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤‎ ‎【答案】D ‎【解析】人造刚玉的主要成分为Al2O3，①错；玛瑙的主要成分是SiO2，②错；水泥的主要成分是硅酸盐，③正确；④变色眼镜片是在普通硼酸盐玻璃中加入光敏物质AgBr等，并加入极少量光敏化剂如CuO等制成，故④错。‎ ‎【变式2】下列有关一些工业生产原料的叙述中，正确的是（ ）。‎ A．制备光导纤维的重要原料是玻璃 ‎ B．变色玻璃是在普通玻璃中加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒 ‎ C．氮化硅高温结构陶瓷可由硅和氮气在常温反应制得 D．水泥工业中最重要的设备是高炉 ‎【答案】B ‎【解析】制光导纤维的原料是SiO2，A项错误。Si3N4并不是Si与N2在常温下直接化合得到的，C项错误。制造水泥的设备是水泥回转窑，D项错误。‎ 类型四：有机高分子材料 例4、聚氯乙烯简称PVC，是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。‎ ‎（1）工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步反应合成PVC：‎ ‎ ‎ 氯乙烯是PVC的单体，其结构简式为________________。‎ 反应①的反应类型是__________。反应①的化学方程式为________________________________。‎ ‎（2）有关PVC的下列说法正确的是（ ）。‎ A．PVC的单体是CH3CH2Cl ‎ B．PVC是高分子化合物 ‎ C．PVC能够使溴的四氯化碳溶液褪色 D．PVC易降解 ‎（3）化学工作者和广大消费者十分关注PVC保鲜膜的安全问题。PVC保鲜膜的安全隐患主要来自于塑料中残留的PVC单体以及不符合国家标准的增塑剂DEHA。下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜对人体健康带来危害”假设的是（ ）。‎ A．PVC塑料属于有机物 ‎ B．使用的有机助剂有毒 ‎ C．含氯的化合物不一定有毒 D．在高温下会分解出有毒物质 ‎【思路点拨】首先确定聚合物及其单体的结构简式，然后分析反应类型及聚合物性质。‎ ‎【答案】（1） 加成反应 （2）B （3）BD 7‎ ‎【解析】聚氯乙烯结构简式为，单体为。乙烯先加成Cl2，再消去1分子HCl，通过加聚即可得PVC。氯乙烯含碳碳双键，但聚氯乙烯不含，不能够使溴的四氯化碳溶液褪色。含氯的有机物可能有毒。‎ ‎【总结升华】塑料袋的大量使用带来了环境问题，即“白色污染”，降解和无毒是对新型塑料的要求。有些题在考查有机高分子材料的同时，也考查对环境的影响。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列叙述中合理的是（ ）。‎ ‎ A．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体 ‎ B．棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O ‎ C．水电站把机械能转化成电能，而核电站把化学能转化成电能 D．我国规定自‎2008年6月1日起，商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污染”‎ ‎【答案】D ‎【解析】A中非金属材料如石墨是导体，Si等为半导体；B中丝、毛的主要成分为蛋白质，其燃烧产物除CO2和H2O外，还有氮的化合物等，合成纤维的组成除碳、氢元素外，还含有其他元素，所以燃烧的产物除CO2和H2O外，还可能含有其他物质；C中核电站是把核能转化为电能。‎ ‎【变式2】在人们的印象中，塑料是常见的绝缘材料，但2000年三名诺贝尔化学奖得主的研究成果表明，塑料经改造后能像金属一样具有导电性，要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合（再经掺杂处理）。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是（ ）。‎ ‎ ‎ ‎【答案】B ‎【解析】要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间越须交替地以单键和双键结合。具有单键、双键交替长链，可以理解成—CH＝CH—CH＝CH—CH＝CH一结构，只有这样的高分子材料有可能成为导电塑料。A的聚合物中有单双键，但不是交替出现；C的聚合物中没有双键；D的聚合物中有苯环，但不是简单的单双键交替。只有B项符合题意。‎ 7‎