选考部分 选修2-3
1．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是( )
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起
答案： B
2．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是( )
①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理变化和化学变化
A．只有①③ B．只有②③
C．①②③④ D．只有③④
解析： 陶瓷是利用黏土在高温条件下烧制，得结构致密的多晶烧结体。其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故①②③④正确，应选C。
答案： C
3．下列有关材料的说法不正确的是( )
A．传统的无机非金属材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．新型无机非金属材料特性之一是具有电学特征
答案： D
4．下列叙述正确的是( )
①工业上合成非氧化物陶瓷氮化硅(Si3N4)需要在高温、空气气氛中进行
②钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳
③建设三峡大坝需要使用大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天人们佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅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
5．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．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料
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： C60为分子晶体，选项B错；纤维素乙酸酯属于人工合成的物质，选项C错；用于制造光导纤维的是二氧化硅晶体，选项D错。
答案： A
6．在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是( )
A．两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的作用
B．炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用
C．炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的
D．炼铁过程中碳参加反应，只起产生CO的作用
解析： 炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用；炼钢过程中碳被氧化，从而达到降低含碳量的目的。
答案： B
7．下列关于金属保护方法的说法正确的是( )
A．在铁制品表面涂上搪瓷可以防腐，若搪瓷层破损后仍能起防止生锈的作用
B．镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
C．钢铁制造的暖气管外常涂有一层沥青，这是一种改变金属内部结构的方法
D．轮船外壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
解析： 搪瓷层破损后不能起防止生锈的作用；锌比铁活泼，锌层破损后，发生电化腐蚀时，锌作负极，仍能起到防止铁生锈的作用；涂沥青是表面膜保护法，而不是改变了金属内部结构；轮船外壳装有锌块，是利用了牺牲阳极的阴极保护法。
答案： B
8．“神舟七号”回收伞(如下图)不同于普通的航空伞，它是采用强力高、重量轻、缓冲性好的特制涤纶材料制成的，伞撑开的面积有1 200平方米。下列关于涤纶材料的说法中不正确的是( )
A．涤纶属于高分子材料
B．“神舟七号”回收伞用的这种涤纶材料耐高温
C．涤纶属于合成橡胶
D．合成涤纶的反应属于聚合反应
答案： C
9．获取知识和信息是现代人不可缺少的能力，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯，能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是________，它属于________材料。
信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产
方法之一：SiO2Si(粗硅)SiHCl3(沸点33.0 ℃)Si超纯硅(多晶硅)→单晶硅
用得较多的另一种方法(方法二)是：用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用得硅烷(SiH4)，再加热分解得高纯硅。
单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。
根据上述信息回答以下问题
(2)从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅为何还要进一步处理？
(3)写出方法二中生产高纯硅的两个化学方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
解析： 本题考查了硅、二氧化硅的性质用途。光导纤维的主要成分是SiO2，属于(新型)无机非金属材料。由题信息，硅是越纯越好，由碳还原得到的是粗硅，需要提纯。
答案： (1)SiO2 (新型)无机非金属
(2)由碳还原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用HCl处理得到低沸点的SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原得到高纯硅。
(3)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑
SiH4Si＋2H2
10．钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应，在________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时，除磷的化学方程式为______________________；加入硅、锰和铝的目的是________________________________________________________________________。
(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入，原因是________________________________________________________________________。
(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是______。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用做__________。
答案： (1)炉身 炉腰
(2)2P＋5FeO＋3CaOCa3(PO4)2＋5Fe
脱氧和调整钢的成分
(3)后 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO 燃料(或还原剂)
11．据新华社报道，发展改革委员会于2007年4月发出“遏制铝冶炼投资反弹”的紧急通知。原因是铝冶炼属高耗能产业，而且某些铝冶炼企业以污染环境为代价，得不偿失。
如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图，阅读上述新闻信息，结合铝生产的流程图解答下列问题：
请回答：
(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品____________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)氧化铝熔点高达2 050 ℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。
(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是：__________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)工业上制取金属镁时是电解MgCl2，电解反应方程式为____________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物：__________ _____________________________________________________________________________。
解析： 该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及原料的合理利用。
(1)铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯。石油炼制、煤的干馏产品的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为电解铝的阳极和阴极材料。
(2)纯净Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要浪费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙(CaF2)的方法，降低Al2O3的熔点。
(3)工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的O2－失电子，生成O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成CO。
(4)因为MgCl2为离子化合物，熔融时能发生电离，而AlCl3为共价化合物，熔融时不发生电离，再者MgO熔点很高，很难熔化，耗能太大。
答案： (1)Al2O3 石墨(或碳) (2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2
(3)2C＋O22CO (4)MgCl2Mg＋Cl2↑
因为MgO熔点太高，MgCl2熔点低，熔化时能发生电离而导电；AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离
12．在国际环境问题中，聚苯乙烯等材料的一次性使用带来的“白色污染”是极为严重的环境问题之一，最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解，回答：
(1)可降解塑料3HB，在自然界中通过________(填序号)反应降解为该聚合物的单体。
A．加成 B．消去
C．水解 D．氧化
(2)该聚合物的单体为______________，单体中具有的官能团的名称为______________。
(3)各取1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠溶液完全反应时，分别消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为__________。
(4)写出由单体生成降解塑料3HB的化学方程式： _____________________________。
答案： (1)C (2) 醇羟基、羧基
(3)2∶1
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