資源簡介

第2章物質轉化與材料利用
2.1物質的分類和利用(1)
學習指要
一、知識要點
1．物質的分類方法
(1)物理法：如根據顏色、狀態、熔點等性質分類。
(2)化學法：如根據可燃性、氧化性、還原性等性質分類。
2．純凈物的分類：根據物質的組成，純凈物可分為單質和化合物。
(1)單質：由一種元素組成的純凈物。按照性質不同，單質可分為金屬和非金屬。
(2)化合物：由兩種或兩種以上元素組成的純凈物。
氧化物：一般把由兩種元素組成，且其中一種是氧元素的化合物稱為氧化物。根據組成元素的不同，氧化物又分為金屬氧化物和非金屬氧化物。
根據組成元素的不同，化合物又可分為無機化合物和有機化合物。
①無機化合物一般是指由除碳外的其他元素組成的化合物。無機化合物除氧化物外，按離子組成不同又分為酸、堿、鹽三類。
②有機化合物主要是指含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸和碳酸鹽除外)。
3．有機物的性質：絕大多數的有機化合物難溶于水，受熱易分解且易燃燒，固體加熱會發黑，不易導電且熔點低。
二、重要提示
1．由同種元素組成的物質，可能是單質也可能是混合物，如O2和O3。
2．在判斷氧化物時，需要注意其定義中的“由兩種元素組成”這一條件。即氧化物的組成元素只能是“兩種”，如氧化鈣、水等是氧化物，而氧氣(一種元素組成)、磷酸、燒堿(三種 元素組成)等物質不是氧化物。
科學廣場
廢舊塑料還原成石油
廢舊塑料垃圾既不會吸水腐爛，又不易被土壤微生物消化分解，點火燃燒則會釋放出大量有毒氣體，污染空氣，直接危害人體健康。塑料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯為原料，這些物質都是從石油中提煉出來的，那么能否將廢舊塑料還原為石油呢?德國的韋巴(Veba)能源化工集團公司、日本政府工業開發實驗室和富士循環利用工業公司研究出了一種新方法，將廢舊塑料經清洗粉碎后，在300℃下熔融，然后在裝有催化劑的兩個反應
器中進行轉化，兩個反應器的溫度分別是400℃～420℃和200℃～350℃，廢舊塑料即能還原為汽油、煤油、柴油等石油產品。每千克塑料回收后可轉化為0.5升汽油、0.5升煤油和少量柴油。
解題指導
【例l】實驗室的藥品和儀器要分類擺放，下列是四個藥品櫥內存放的藥品。實驗室新進了一批碳酸鈉，應存放在 ( )
【解析】碳酸鈉由金屬鈉離子和碳酸根離子組成，屬于鹽。A櫥內擺放的是酸，B櫥內擺放的是堿，C櫥內擺放的是鹽，D櫥內擺放的是金屬。所以碳酸鈉應擺放在C櫥。
【答案】C
【例2】經分析得知，某物質只含有一種元素，則該物質不可能屬于 ( )
A．單質 B．化合物
C．純凈物 D．混合物
【解析】本題考查學生對單質、化合物、純凈物、混合物等概念的理解。
某物質只含一種元素時，存在兩種可能：一是該物質是單質，所以是純凈物；二是由同種元素組成的幾種不同單質，雖然只含一種元素，但是由于是幾種不同的物質共存，所以屬于混合物。如：氧氣和臭氧都是純凈物，兩者混在一起雖然只含一種元素(氧元素)，但是兩種不同的分子組成，屬于混合物。由于化合物是由不同種元素組成的，所以只含一種元素的物質絕不可能是化合物。
【答案】B
同步訓練 A組
1．關于SO2、CO2、MnO2三種物質，下列說法錯誤的是 ( )
A．都含有氧元素 B．都是化合物
C．都是氧化物 D．都含有氧分子
2．化學實驗室中的藥品按物質類別分類放置。下面是做“酸的性質”實驗時，實驗桌上部分藥品的擺放情況。小林取用了硫酸以后，應該把它放回的位置是 ( )
3．下列各組物質均屬于有機化合物的是 ( )
A．沼氣、碳酸氫鈉 B．甲烷、酒精
C．木炭、一氧化碳 D．酒精、二氧化碳
4．下列各組物質均屬于氧化物的是 ( )
A．氧氣、氧化鈣、四氧化三鐵 B．水、二氧化硫、高錳酸鉀
C．空氣、氧化銅、五氧化二磷 D．干冰、氧化鎂、二氧化錳
5．下列各組物質按單質、化合物、混合物順序排列正確的是 ( )
A．碘酒、純堿、燒堿 B．金剛石、膽礬、食鹽水
C．冰、生石灰、空氣 D．液氧、鹽酸、沼氣
6．下列是某科學興趣小組對物質進行的分類，正確的是 ( )
A．冰、干冰既是純凈物又是氧化物
B．鹽酸、食醋既是化合物又是酸
C．不銹鋼和我們日常生活中使用的硬幣都不是金屬
D．純堿和熟石灰都是堿
7．如圖所示是純凈物、單質、化合物、含氧化合物、氧化物之間的包含關系若整個大圓圈代表純凈物，則下列關于①②③④的說法正確的是 ( )
A．①為單質，③為氧化物
B．②為化合物，④為氧化物
C．①為單質，③為化合物
D．②為含氧化合物，④為氧化物
8．歸類是我們經常用到的一種學習方法。若用下圖所示的形式對所學知識進行分類，則表中的選項 與圖示相符的是 ( )
選項
甲
X
Y
Z
A
常見的堿
燒堿
純堿
熟石灰
B
常見的礦物燃料
煤
石油
天然氣
C
常見的合金
鋼鐵
生鐵
氧化鐵
D
常見的行星
地球
太陽
月球

同步訓練 B組
9．下列各圖中“o”和“·”分別表示兩種質子數不同的原子，其中能表示由兩種化合物組成的混合物的圖是 ( )
10．在①Cu、Mg、C、Hg；②CO2、CuO、P2O5、H2O；③HCl、H2SO4、HNO3、Na2SO4三組物質中，各有一種物質在分類上與組內其他物質不同，這三種物質分別是 ( )
A．Cu、P2O5、H2SO4 B．Hg、CO2、HCl
C．C、CuO、H2SO4 D．Mg、H2O、HNO3
第2章物質轉化與材料利用
2.1 物質的分類和利用(1)
1．D 2．B 3．B 4．D 5．B 6．A 7．B 8．B
9．B[解析：A為兩種單質組成的混合物，C為一種化合物組成的純凈物，D為一種單質和一種化合物組成的混合物。]
10．C[解析：①中C是非金屬單質，其他都是金屬；②中CuO是金屬氧化物，其他都是非金屬氧化物；③中Na2SO4是鹽，其他都是酸。]
2.1物質的分類和利用(2)
一、知識要點
1．金屬與非金屬性質的比較
金屬
非金屬
顏色
銀白色
有多種顏色
延展性
具有延展性
不具延展性
可鍛性
具有可鍛性
不具可鍛性
硬度
硬度一致
硬度不一致
導電性
是良好的導電體
不是良好的導電體
導熱性
是良好的導熱體
不是良好的導熱體
密度
高
低
熔點
高
低
(表中所述性質不是絕對的，也有例外。如石墨。)
2．常見非金屬的主要性質和用途
(1)石墨：熔點極高，是良好的導電體。
(2)硫：黃色固體粉末，熔點低、易燃燒，可用于制炸藥。
3．常見金屬的主要性質和用途
(1)鐵：純鐵具有銀白色金屬光澤，質軟，密度較大，熔沸點較高，有良好的延展性、導電性、導熱性和鐵磁性。制成各種鐵合金，廣泛用于機械、建筑、醫療等行業。
(2)銅：具有紫紅色的金屬光澤，密度大，純銅質軟、韌性好、富有延展性、有良好的導電性和導熱性。常用于制造電線、電纜及導熱器具，還可制成各種銅合金(黃銅、青銅、白銅)。
(3)鋁：具有銀白色金屬光澤的輕金屬，密度小，有良好的延展性和導電性、導熱性。常用于制造電線和電纜、鋁箔包裝等。鋁合金外表美觀，輕而堅韌，具較強的抗腐蝕性能，還可作建筑裝飾材料及汽車、飛機、火箭、人造衛星的制造材料。
(4)金：質地軟，延展性是金屬中最好的，價格昂貴，性質穩定。多用于收藏保值、制裝飾品。
(5)銀：質地較軟，是電、熱的優良導體，價格較貴，常用于制裝飾品。
二、重要提示
1．金屬的延展性是指常見金屬通過敲打或軋壓能夠延伸而不易碎裂的特性。
2．在元素的文字符號中，帶“金”字旁的都為金屬元素。大部分的金屬由于其熔沸點較高，故在常溫下大多數為固態，汞是唯一的液態金屬。
3．金屬一定能導電、導熱，但能導電、導熱的單質不一定是金屬，如非金屬石墨也能導電、導熱。
科學廣場
鈦
鈦是一種很特別的金屬，鈦的質地非常輕盈，密度僅為4.51克／厘米3，但強度卻與鋼鐵差不多，同時又十分堅韌和耐腐蝕。鈦不像銀會變黑，在常溫下終身保持本身的色調。鈦的熔點為1800。C，與鉑金相差不多，既耐高溫，又耐低溫，在-253℃～500℃這樣寬的溫度范圍內都能保持高強度。由于具有這些優點，鈦被大量用于制造軍用超音速飛機的結構部
件，也用于制造火箭發動機殼體、人造衛星、宇宙飛船的殼體等，有“太空金屬”之美稱。
鈦在化工生活中常用于制造熱交換器，在電子工業中用作除氧劑。如果用鈦合金(全名磁化陶瓷釉鈦合金超導材料)炒鍋，由于它的溫度始終保持在240℃的食油沸點以下，所以在炒菜時不會出現油煙，這就從源頭上消除了油煙的危害。鈦對人體無毒，也不和人體肌肉和骨骼發生反應，在醫學上稱為“親生物金屬”。因此廣泛用作醫療器械以及人工關節、人工心瓣、人造齒根等。
鈦和氧有很大的親和力，在空氣中或含氧的介質中，鈦表面生成一層致密的、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不被腐蝕。即使由于機械磨損也會很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。介質溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。第三代DVD鈦鋼產品，如訊宜Orbbit DVD光驅和刻錄機的耐磨性就利用了鈦的這一性能。
解題指導
【例題】根據你的生活經驗和下表所提供的信息，
并查閱有關資料后分析回答下列問題：
物理性質
金屬
導電性(以銀
的導電性為
100作標準)
(優)
銀
100
銅
99
金
74
鋁
61
鋅
27
鐵
17
鉛
7.9
(良)
密度
(克/厘米3)
(大)
金
19.3
鉛
11.3
銀
10.5
銅
8.92
鐵
7.86
鋅
7.14
鋁
2.70
(小)
熔點(℃)
(高)
鎢
3410
鐵
1535
銅
1083
金
1064
銀
962
鋁
660
錫
232
(低)
硬度(以金剛
石的硬度為
10作標準)
(大)
鉻
9
鐵
4～5
銀
2.5～4
銅
2.5～3
金
2.5～3
鋁
2～2.9
鉛
1.5
(小)
(1)為什么菜刀、鐮刀等用鐵制而不用鉛制？ 。 (2)銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制?
。
(3)為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制?若用錫制，則可能會出現什么情況？
。
(4)為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻?如果鍍金會怎么樣？
。
【解析】物質的性質決定用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于收和對環境的影響等多種因素。
【答案】(1)因為鐵的硬度比鉛大，且鉛有毒，故常用鐵而不用鉛做菜刀、鐮刀 (2)銀和銅的導電性相近，但銀比銅貴得多，且電線用量大，所以用銅不用銀(3)因為鎢的熔點高(3410℃)，而錫的熔點(232℃)太低，通電時錫就熔化了，所以用鎢絲而不用錫絲做燈泡的燈絲 (4)因為鐵制水龍頭易生銹而腐蝕，而鉻的硬度大(硬度為9)，且抗腐蝕性強，所以鐵制水龍頭要鍍鉻。若鍍金，雖然美觀，光澤好，但金的硬度小(2.5～3)，耐磨性差，且資源很少，價格貴
同步訓練 A組
1．美國和日本的三位科學家以導電的有機高分子材料研究成果榮獲2000年度諾貝爾化學獎，他們所用的技術中，用碘來摻雜聚合物，使其導電能力增強107倍，具有金屬般的導電能力。I2屬于( )
A．金屬單質 B．非金屬單質
C．混合物 D．化合物
2．科學家最新研制了一款微型無人偵察機——“蜂鳥”。為了減輕其質量，該偵察機的材料應具有的特點是 ( )
A．硬度高 B．熔點低
C．密度小 D．導熱性好
3．物質的性質決定其用途，下列物質的用途只是利用其物理性質的是 ( )
A．銅絲用來做導線 B．二氧化碳用來做滅火劑
C．天然氣用來做燃料 D．稀硫酸用來制氫氣
4．下列說法正確的是 ( )
A．金屬都能導電，所以能導電的單質一定是金屬
B．經測定只含磷元素的物質，一定是由磷元素組成的單質或混合物
C．金屬單質的硬度一定比非金屬單質的硬度大
D．常溫下金屬都是固態的，非金屬全部是氣態或固態的
5．“輕軌列車”是近年來新興的交通工具，具有無污染的優點。當輕軌列車開動時，在輕軌列車與架空電線的接觸點上，由于高速摩擦會產生高溫，因此接觸點上的材料應具有耐高溫、不易氧化、能導電的性質。你認為該接觸點上的材料應選用 ( )
A．金剛石 B．石墨
C．鋁 D．鐵
6．金屬鈦(Ti)是航空、宇航等方面的重要原料，在生產鈦的過程中，可用鎂和四氯化鈦(TICl4)在加熱條件下制取，則四氯化鈦屬于 ( )
A．金屬 B．化合物
C．混合物 D．氧化物
7．世界衛生組織把鋁確定為食品污染源并加以控制使用。下列應用應該加以控制的有 ( )
①制造鋁合金；②制造電線；③制造餐飲具；④制造銀色漆的原料；⑤制造裝飲料的易拉罐；⑥包裝糖果和小食品
A．①③④ B．③⑤⑥
C．②⑤⑥ D．全部控制
8．金屬具有①金屬光澤；②導電性；③導熱性；④延展性；⑤硬度大等一些性質。下列金屬的用途分別利用了金屬的哪一性質?(填序號)
(1)用銅制成導線 ；
(2)用鐵制成鍋 ；
(3)鋁塊壓成鋁箔 ；
(4)金可制成各種形狀的金飾品 ；
(5)鉆頭用鎢鋼制成 。
同步訓練 B組
9．人們常說的“五金”是指“金、銀、銅、鐵、鋅”，根據所學知識判斷，不能與鹽酸反應的金屬是 (填名稱)。世界上常用黃金做金融儲備、貨幣等，其原因是 。黃銅是銅鋅合金，其硬度比純銅 (填“大”“小”或“相同”)。
10．閱讀表格，綜合考慮下表各方面的因素，回答以下問顥；
金屬
全球產量
(104噸)
密度
(103千克/米3)
熔點(℃)
導熱性能
導電性能
市場價格
(元／噸)
(大約)
鋁
15000
2.7
660
4
4
16000
銅
8000
8.9
1083
2
2
17700
金
2
19.3
1063
3
3
8800000C
鐵
301430
7.9
1540
8
7
2200
鉛
3000
11.3
327
9
9
4900
銀
8
10.5
961
l
1
1365000
(注：表中導熱性能1→9表示導熱性由強到弱；導電性能1→9表示導電性能由強到弱)
(1)導電性能最好的兩種金屬 。
(2)在你認為導電性能最好的金屬中，那種更適宜做導線？ 。為什么？

。
(3)為什么用鋁鍋炒菜時鍋底易產生變形，而用鐵鍋則不會？
。
11．如圖A、B所示為金剛石和石墨的結構模型（圖中小黑點均代表碳原子）
(1)金剛石屬于 (填“單質”或÷化合 物”)，判斷的依據是 。
(2)下表為金剛石和石墨的部分性質：
物質
硬度
導熱性
導電性
金剛石
很硬
很差
幾乎不導電
石墨
很軟
良好
能導電
①切割玻璃的玻璃刀應該選用 (填“金剛石”或“石墨”)做材料。
②根據金剛石和石墨的結構和性質推斷，下列觀點不正確的是 。
A．不同物質具有不同的結構 B．不同物質的組成元素一定不同
C．不同物質具有不同的性質 D．物質的結構決定了物質的性質
2.1 物質的分類和利用(2)
1．B 2．C 3．A 4．B 5．B 6．B 7．B
8．(1)② (2)③ (3)④ (4)① (5)⑤
9．金、銀、銅化學性質穩定大[解析：合金與純物質相比，往往具有較低的熔點，較大的硬度。]
10．(1)銀和銅(2)銅在導電性能差不多的情況下，銅的產量比銀的產量高，銅的價格比銀的價格低(3)因為鋁的熔點低，故在炒菜時容易軟化，而鐵的熔點高，不易軟化
11．(1)單質它是僅由碳元素組成的一種純凈物 (2)①金剛石 ②B
2.2物質轉化的規律(1)
一、知識要點
1．非金屬單質及其化合物的轉化
(1)非金屬在一定條件下可以轉化為相應的化合物，如：
S+ O2 SO2 C+ O2CO2
C+2S CS2
(2)某些非金屬氧化物可以跟水反應生成相應的酸，如：CO2+H2O=H2CO3
O2 H2O
(3)規律：非金屬單質 非金屬氧化物 酸
2．金屬單質及其化合物的轉化
(1)金屬+非金屬→鹽(或金屬氧化物)。如：
Fe+S FeS
2Fe+3C122FeCl3
3Fe+2O2Fe3O4
(2)金屬氧化物+水→堿。如：
CaO+H2O=Ca(OH) 2 Na2O+H2O=2NaOH K2O+H2O=2KOH BaO+H2O=Ba(OH) 2
O2 H2O
(3)規律：金屬 金屬氧化物 堿
二、重要提示
1．大部分的非金屬氧化物可溶于水，生成對應的酸；可與堿反應生成相應的鹽和水。少數非金屬氧化物(如二氧化硅)不能跟水反應；也有少數非金屬氧化物不跟堿反應，如一氧化碳、一氧化氮等。
2．一般情況下，僅可溶性堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化鋇、氫氧化鈣)可由對應的金屬氧化物和水化合生成。
科學廣場
為什么銅器時代要比鐵器時代早
在宇宙大爆炸中，元素誕生了。迄今為止，科學家在地球上找到了93種元素，其中金屬元素占五分之四。然而，除金(Au)等極少數金屬元素能以單質存在于自然界外，絕大多數金屬元素都逃脫不了被氧化的命運，從而以化合物的形式存在。
使用銅器、鐵器是人類文明發展中兩個重要的里程碑，標志著人類掌握了冶煉銅、鐵的技術，即運用還原劑(如碳等)還原金屬化合物獲取單質銅、鐵。由于鐵比銅的金屬活潑性強，決定了冶煉鐵比冶煉銅更難，生產技術要求更高。因此，我們的祖先獲取銅比鐵的年代要早，盡管自然界中鐵的含量比銅豐富。
同理，自然界中鋁的含量居金屬元素之首，由于其活潑性很強，直到近代才被人們利用。目前，人類能得到幾乎所有的金屬單質，使其在多種領域中大顯身手。
解題指導
【例題】下列物質間轉化，不可能通過一步反應實現的是 ( )
A．CaCO3→CaO B．K2CO3→KCl
C．CuO→Cu(OH)2 D．C→CO2
【解析】CaCO3高溫煅燒即可得到CaO，K2CO3可與鹽酸反應生成KCl，C在O2中燃燒就可以得到CO2。可溶性堿可由對應的金屬氧化物和水化合生成，不溶性的堿可以分解產生對應的金屬氧化物和水。Cu(OH)2是不溶性的堿，可以分解產生CuO和H2O，而不能由CuO和H2O化合生成。
【答案】C
同步訓練 A組
1．非金屬單質轉化為氧化物的常用方法是 ( )
A．與氧氣反應
B．與金屬氧化物反應
C．與酸反應
D．與堿反應
2．《美國化學會雜志》報道了中國科學家以二氧化碳和鈉在一定條件下制得金剛石，其化學
470℃
方程式為3CO2+4Na 2X+C(金剛石)。則X的化學式為 ( )
80 MPa
A．Na2O2 B．Na2CO3 C．Na2O D．Na4C2O6
3．多數食品易吸收空氣中的水分而變得潮濕，并與空氣中的氧氣反應而腐敗。以前多在食品中放入一小包CaO粉末，使食品保持干燥?，F在則改為在食品中放人一小包鐵粉(包裹在多孔泡沫中)，鐵粉吸收水分和氧氣變成鐵銹，從而保存食品。下列說法不正確的是 ( )
A．兩種干燥劑袋上都要有明顯的“勿食”字樣
B．CaO干燥劑保存食品的效果比鐵粉干燥劑好
C．鐵粉干燥劑能與水和氧氣發生化學反應
D．生成鐵銹的主要成分是氧化鐵
4．某些物質在空氣中會發生化學反應并伴隨顏色變化。下列現象中，主要是因為空氣中的二氧化碳引起顏色變化的是 ( )
A．切開的蘋果變成咖啡色
B．紫色石蕊試液變成紅色
C．銀白色的鐵釘變成紅棕色
D．白色硫酸銅粉末變成藍色
5．把鐵粉和硫粉以適當的質量比均勻混合，堆放在石棉網上，然后用燒紅的玻璃棒的一端接觸混合物。這時部分混合物迅速變成紅熱狀態，移開玻璃棒后，反應繼續劇烈進行，全部 混合物呈紅熱狀態，冷卻后得到黑色的固體化合物——硫化亞鐵。
(1)這一變化的化學方程式是 。
(2)怎樣可以證實反應中鐵已從游離態變成化合態? 。
6．碳和部分碳的化合物問的轉化關系如圖所示。
(1)物質X的化學式為 。
(2)在物質的分類中，CO屬于 。(填字母)
A．酸 B．堿 C．鹽 D．氧化物
(3)從圖中任選一種物質，說出它的一種用途。 。
(4)寫出圖中轉化關系中屬于化合反應的一個化學方程式： 。
7．已知A、B、C、D、E、F六種物質是初中科學常見的物質。A、B是單質，C、D、E都是氧化物。A、B、C轉化為F的過程較為復雜，F的成分也較復雜，其主要成分是一種紅色的固體。請根據如圖所示各物質問的轉化關系完成下列各題。(題中除反應條件未給出外，反廊物和產物均已給出。
(1)寫出F中主要成分的化學式： 。
(2)寫出下列物質轉化的化學方程式：
E→B+C： ；
A+B→D： 。

同步訓練 B組
8．下列物質間的轉化能一步實現的是 ( )
A．CO2→CaCO3 B．C→H2CO3
C．ZnSO4→CuSO4 D．Ca(OH)2→CaO
9．氯氣和氧氣一樣，都是活潑的非金屬單質。在一定條件下甲烷和充足的氯氣反應，預測其產物是 ( )
A．C和HCl B．CCl4和HCl
C．CCl3和HCl D．CCl4和H2
10．單質、氧化物、酸、堿和鹽的相互關系，可以用下圖簡單表示。僅限選擇鐵、碳、氧氣、鹽酸、氧化鈣、氫氧化鈣、二氧化碳、水八種物質作為反應物，將圖中指定序號的轉變過程用化學方程式表示(所寫化學方程式不得重復)。

例：①C+O 2CO2
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ 。
2.2 物質轉化的規律(1)
1．A 2．B 3．B 4．B 5．(1)Fe+SFeS (2)反應后的物質不能被磁鐵吸引 6．(1)CO2 (2)D (3)CO可作燃料(合理均可) (4)C+O2CO2 (合理均可)
7．(1)Fe2O3 (2)2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑3Fe+2O2Fe3O4 8．A 9．B[解析：類比甲烷與氧氣反應的產物是CO2和H2O，則甲烷與氯氣反應的產物是CCl4和HCl。] 10．②CO2+H2O=H2CO2 ③Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ④CaO+2HCl=CaCl2+H2O ⑤Ca(OH) 2+2HCl=CaCl2+2H2O ⑥CaO+H2O=Ca(OH) 2 ⑦3Fe+2O2Fe3O4
2.2物質轉化的規律(2)
學習指要
一、知識要點
1．金屬冶煉主要是指將金屬氧化物轉化為金屬的過程。在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成金屬單質。
2．用作還原劑的物質：碳(C)、一氧化碳(CO)和氫氣(H 2)。
(1)木炭還原氧化銅
C+2CuOCO 2↑+2Cu
現象：黑色粉末狀固體逐漸變為紅色，產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
(2)氫氣還原氧化銅
H 2+CuOH 2O+Cu
現象：黑色粉末狀固體逐漸變為紅色，試管口有水珠生成。
操作注意事項：H2在通入之前要先檢驗純度。實驗開始時需先通一會氫氣，再加熱氧化銅，目的是趕走試管中殘留的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱導致試管爆裂；實驗停止后，要繼續通入氫氣，直到試管冷卻為止，防止灼熱的銅被空氣中的氧氣氧化成氧化銅。
(操作順口溜：先通氫，再點燈；先撤燈，再停氫)
(3)一氧化碳還原氧化鐵
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
現象：紅色的鐵銹變黑，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
操作注意事項：實驗最好在通風櫥中進行。實驗時應該先通一會一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中污染大氣，應對著火焰燒掉。
3．含氧化合物里的氧被奪取的反應，叫做還原反應。能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質可作還原劑。如碳、一氧化碳和氫氣等。具有氧化性的物質可作氧化劑。如CuO、Fe2O3等。
4．有關純度問題的計算
(1)根據混合物的質量及其純度，計算純凈刨的質量：
純凈物質量=混合物質量×純度
(2)根據純凈物的質量，求出其中某組成元素的質量分數：
組成元素的質量分數=某組成元素的質量／純凈物的質量
(3)求工業產品中含雜質物質的質量(即混合物質量)：
混合物質量=純凈物質量／純度
二、重要提示
1．自然界中僅有少量金屬以單質形式存在，大多數都是以化合物形式存在。金屬冶煉最常用的方法就是從金屬氧化物中奪取氧元素。
2．碳、一氧化碳和氫氣都是常見的還原劑，與空氣或氧氣混合后遇到明火都有可能發生爆炸。一氧化碳還有較強的毒性，因此在使用時一要注意安全，二要進行尾氣處理。
 科學廣場
我國古代的煉銅技術
我國古代的煉銅技術有火法和水法(又稱濕法)兩種?；鸱掋~顯然更早，在最早的火法煉銅中，用來煉銅的礦石為孔雀石[主要成分為CuCO 3·Cu(OH) 2]之類的氧化礦，以木炭為燃料和還原劑。其原理是CuCO3·Cu(OH)2 2CuO+CO2↑+H2O，CuO+C Cu+CO↑，C+2CuO2Cu+CO2↑，CuO+COCu+CO2。主要工藝是煅燒冶煉。
濕法煉銅的原理是CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，其生產過程主要包括兩個方面。一是浸銅，就是把鐵放在膽礬(化學式為CuSO4·5H2O)溶液(俗稱膽水)中，使膽礬中的銅離子被金屬置換成單質銅沉積下來；二是收集，即將置換出的銅粉收集起來，再加以熔煉、鑄造。宋代對該法中浸銅時間的控制，已有比較明確的了解，知道膽水越濃，浸銅時間越短?？梢哉f在宋代已經有了從浸銅方式、取銅方法到浸銅時間的控制等一套比較完善的工藝。
古代的濕法煉銅與火法煉銅相比具有如下優越性：一是選用的銅礦更廣泛；二是所制得銅的純度和品質有所提高；三是生產環境得到改善，設備簡單、操作容易，在常溫下就可提取銅，只要有膽水的地方，都可應用這種方法生產銅。此后，火法煉銅與濕法煉銅并存直至現在。
同步訓練 A組
【例題】某?？茖W課外活動小組的同學們在老師的幫助下，探究用赤鐵礦(主要成分是Fe 2O 3)煉鐵的主要反應原理。他們設計的實驗裝置如圖所示。據圖回答下列問題：
(1)寫出用一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式 。
(2)實驗時，在澄清石灰水中觀察到的現象是 。
(3)圖2—1中，設計第②個酒精燈的目的是 。實驗時應先點燃第 個酒精燈。
(4)圖2—2與圖2—1相比，它的主要優點是 。
【解析】由于一氧化碳與氧化鐵反應生成二氧化碳和鐵，所以澄清石灰水變渾濁；實驗過程中的尾氣含有未反應完的有毒氣體一氧化碳，逸散到空氣中會造成污染，所以設計第②個酒精燈，實驗時也應先點燃第②個酒精燈；兩圖比較，圖2—2省去了第②個酒精燈，既節約了酒精，又巧妙利用了未反應的CO燃燒放出的熱量。
【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (2)變渾濁、有氣泡 (3)除去尾氣中的CO，防止污染空氣② (4)節省能源(或充分利用未反應的CO燃燒放出的熱量)
同步訓練 A組
1．氫氣、一氧化碳、炭粉分別與黑色的氧化銅反應，下列敘述不正確的是 ( )
A．都屬于置換反應 B．都有紅色物質(銅)生成
C．反應時都需要加熱 D．反應中三者都作還原劑
2．下列反應中一氧化碳不是還原劑的是 ( )
A．CuO+COCu+CO2
B．CO2+C2CO
C．Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
D．Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
3．在如圖所示裝置中通入X氣體，并在管口P處點燃，結果澄清石灰水變渾濁，則X可能是( )
A．H 2 B．CO C．CO 2 D．O 2
4．某鐵礦石中鐵元素均以Fe2O3的形式存在，若該鐵礦石中含鐵元素35％，則該鐵礦石中含Fe2O3的質量分數為 ( )
A．35％ B．70％ C．50％ D．100％
5．水煤氣的主要成分是H2、CO、N2、CO2和水蒸氣，把該混合氣體依次通過足量的燒堿溶液、灼熱的氧化銅、澄清石灰水和濃硫酸，最后剩余的氣體是 。
6．在實驗室里，可以利用下圖所示裝置制得鐵。
(1)A處玻璃管內所發生高溫反應的化學方程式為 。
(2)B處可觀察到的現象是 ；C處酒精燈的作用是 。
(3)待四氧化三鐵完全反應后，停止加熱A處，在斷開A、B之前應繼續通入一氧化碳至A處玻璃管冷卻。若不繼續通入一氧化碳，則可能出現的后果是 。
7．如圖甲是氫氣和氧化銅反應的實驗裝置，圖乙是木炭和氧化鐵反應的實驗裝置。
(1)上述兩個實驗中，氫氣和木炭表現出的相同化學性質是 性。
(2)實驗步驟的先后次序非常重要，例如甲實驗中，反應前必須先通氫氣后點燃酒精燈，否則易發生 ；反應結束后必須先后 ，否則生成的紅色的銅會變成黑色。
(3)某同學正確操作完成乙實驗后，發現澄清石灰水變渾濁，試管中粉末全部變為黑色。取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振蕩，但她驚訝地發現黑色粉末沒有溶解，試管中也未產生預期的氣泡，這說明該反應并沒有生成 。
(4)該同學查閱資料，得到關于鐵的氧化物的信息
如下表所示。
鐵的氧化
物化學式
Fe2O3
Fe3O4
FeO
顏色
紅
黑
黑
化學性質
可溶于酸
常溫下不溶于稀酸
可溶于酸
根據以上信息，試寫出乙實驗試管中反應的化學方程式 。經分析后，該同學試著提高反應溫度，實驗出現了預期的現象。
同步訓練 B組
8．畫上的白色含鉛顏料經過一段時間后會變為黑色的硫化鉛(PbS)，使其恢復白色的方法是蘸涂雙氧水(H2O2)。已知發生了如下反應：PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O，其中作為還原劑的是( )
A．PbS B．H2O2 C PbSO4 D．H2O
9．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年的歷史，某科學興趣小組的同學為了探究木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體產物，提出了以下猜想：
a．氣體產物可能是二氧化碳；
b．氣體產物可能是一氧化碳；
c．氣體產物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體。
(1)如果猜想a成立，寫出氣體產物通入澄清石灰水反應的化學方程式 。
(2)如果猜想b成立，寫出木炭還原氧化銅反應的化學方程式 。
(3)同學們設計了如圖甲所示裝置(鐵架臺已略去)，通過實驗探究氣體產物的成分。
實驗過程中觀察到A、E裝置中的澄清石灰水均變渾濁，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁由此可得出氣體產物的成分為 。
(4)有同學提出：從簡約裝置、節約實驗藥品的角度出發，甲圖裝置可進行改進，去掉A、B、C裝置，用圖乙所示的裝置同樣可以探究出該氣體產物的成分。
請你寫出其實驗操作過程(寫出操作步驟，不需要寫出現象和結論)
。
10．為了測定某些磁鐵礦中四氧化三鐵的質量分數，甲、乙兩組同學根據磁鐵礦與一氧化碳反應的原理，分別利用兩種方法測定了磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量分數。已知磁鐵礦與一氧化碳反應的化學方程式如下(假設磁鐵礦中的雜質不參加Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。請計算回答(最終結果保留小數點后一位)：
(1)甲組同學取該磁鐵礦樣品10克，與足量的一氧化碳充分反應，并將產生的氣體通入足量的氫氧化鈉溶液中，溶液的質量增加了5.5克。根據甲組同學的實驗數據，磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量分數為多少?
(2)乙組同學取該磁鐵礦樣品10克，與足量的一氧化碳充分反應，測得反應后固體物質的質量為8克。根據乙組同學的實驗數據，磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量分數為多少?
2.2 物質轉化的規律(2)
1．A 2．B 3．B 4．C 5．N2 6．(1) Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 (2)石灰水變渾濁點燃多余的一氧化碳，避免污染空氣 (3)石灰水回流至A處玻璃管中，導致玻璃管炸裂 7．(1)還原 (2)爆炸撤酒精燈停止通氫氣 (3)Fe (4)C+6Fe2O34Fe3O4+CO2↑ 8．A 9．(1)CO2+Ca(OH) 2=CaCO3↓+H2O (2)C+CuOCu+CO↑ (3)CO2和CO (4)先通入氣體產物，觀察澄清石灰水是否變渾濁，然后加熱，再觀察黑色粉末是否變成紅色[解析：A裝置中的澄清石灰水變渾濁說明產物中含有CO2氣體，C中澄清石灰水不變渾濁說明產物中的CO2都已經被NaOH溶液吸收，E中澄清石灰水變渾濁說明CO還原CuO生成CO2氣體，故氣體產物的成分為CO2和CO。若只用D、E裝置檢驗產物成分，可根據加熱前后通入氣體產物的不同現象來判斷。] 10． (1)72.5％ (2)72.5％
2.2物質轉化的規律(3)
學習指要
知識要點
1．雞蛋外殼與稀鹽酸的反應
CaCO 3+2HCl=CaCl 2+CO2↑+H 2O
現象：一會兒下沉，一會兒又上浮，不斷地上下沉浮。
2．物質轉化的規律(如圖2—3)

(1)兩條縱線
①金屬→金屬氧化物→堿→鹽， 如Ca→CaO→Ca(OH) 2→CaCO3
②非金屬→非金屬氧化物→酸→鹽，如C→CO2→H2CO3→Na2CO3
(2)四條橫線
①金屬+非金屬→無氧酸鹽，如2Na+C122NaCl
②金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽，如Na2O+CO2=Na2CO3
③酸+堿→鹽+水，如HCl+NaOH=NaCl+H2O
④鹽+鹽→新鹽+新鹽，如NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
(3)四條交叉線
①金屬氧化物+酸→鹽+水，如Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
②非金屬氧化物+堿→鹽+水，如SO2+2NaOH=Na 2SO3+H2O
③酸+鹽→新酸+新鹽，如H 2SO 4+BaCl 2=2HCl+BaSO4↓
④堿+鹽一新堿+新鹽，如3NaOH+FeCl 3=Fe(OH)3↓+3NaCl
(4)兩條彎線
①金屬+鹽→新金屬+新鹽，如Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
②金屬+酸→鹽+氫氣，如Fe+2HCl=FeCl 2+H2↑
(只有排在氫前的金屬才可以與酸反應放出氫氣)
二、重要提示
1．從物質轉化的規律圖可以得出各類物質的主要化學性質及制取某類物質的可能方法。
2．鹽跟金屬的反應，要求參加反應的鹽必須是可溶的，反應的金屬比所生成的金屬要活潑，由于鹽跟金屬的反應一般都在水溶液中進行，因此一些非?；顫娔軌蚋l生反應的金屬(如鉀、鈣、鈉等)不符合要求。
3．鹽與鹽的反應、鹽與堿的反應除必須滿足復分解反應的條件(生成物中有氣體、水或沉淀)外，其反應物必須都可溶。
科學廣場
松花蛋的制作原理
松花蛋又稱皮蛋，它不僅味道可口、營養豐富，而且其表面的朵朵“松花”特別誘人。據說，我國勞動人民早在明朝以前，就已經發明出將鮮蛋加工成松花蛋的方法了。
制作松花蛋的關鍵是配制包在鮮蛋外面的料灰。如果按100只鴨蛋(或雞蛋)計算，所需的配料是：純堿(即蘇打)115克，食鹽l50克，生石灰400克，柴草灰1350克，開水2100克。具體配制與制作方法是先將純堿和食鹽放人小瓷缸中，沖人開水，待兩者充分溶解后，再分批加入生石灰和柴草灰，當生石灰全部“化”開時，料灰就配制好了。最后，把料灰(適當加入一些稻殼或麥糠)均勻地涂在鮮蛋上，經過大約兩個月的時間，一個個變成茶色膠凍狀而又有一朵朵美麗“松花”的松花蛋即可供人享用了。
在鮮蛋變成松花蛋的過程中，包含著復雜的化學反應。首先，生石灰的主要成分是氧化鈣，它遇水后就會轉化成熟石灰——氫氧化鈣：CaO+H 2O=Ca(OH) 2；然后，氫氧化鈣與純堿在溶液中相互反應：Ca(OH) 2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，同時，草木灰里的可溶性成分(主要是碳酸鉀)也與氫氧化鈣相互反應：Ca(OH) 2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH。
上述兩個反應都生成了具有強烈腐蝕性的苛性堿——NaOH和KOH，這兩種強堿漸漸地透過蛋竟使蛋白質凝固，并殺死會導致鮮蛋腐敗的各種細菌，同時在氫氧化鈉的作用下，一部分蛋白質發生分解，這些分解物從蛋白質中結晶出來，就形成了一朵朵“松花”。
解題指導
【例l】 圖2—4中兩圓相交部分(A、B、C、D)可表示鐵、稀硫酸、燒堿溶液、硫酸銅溶液間的反應關系，請按下列要求填空：
(1)A處發生反應的化學方程式是 其反應類型是 。
(2)B處發生反應的類型是 。
(3)D處反應產生的現象是 。
【解析】本題考查金屬與酸堿鹽之間的轉化關系：鐵與硫酸銅能夠發生置換反應生成銅和硫酸亞鐵；燒堿與稀硫酸發生復分解反應(中和反應)；硫酸銅與氫氧化鈉反應生成藍色的氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，現象是出現藍色沉淀。
【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu置換反應(2)復分解反應(或中和反應) (3)產生藍色沉淀
【例2】設計用銅泥(含雜質的銅)來制取氧化銅的實驗方案，寫出有關的化學方程式。
【解析】銅泥中的主要成分是銅屑，還含有其他雜質。用銅泥制取氧化銅，必須用化學方法將雜質分離除去。
第一步：灼燒銅泥，使雜質(有機物)分解除去，Cu轉化為CuO，經洗滌、過濾分離出CuO(其他少量金屬被氧化)。2Cu+O22CuO
第二步：用稀硫酸溶解CuO，結晶分離出CuSO4·5H2O(其他少量金屬氧化物溶解后，不會結晶出來)。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
第三步：把CuSO4·5H2O溶于水，用NaOH與CuSO4反應，得到Cu(OH)2。
CuSO4+2NaOH=Cu(OH) 2↓+Na2SO4
第四步：灼燒Cu(OH) 2得到CuO。Cu((OH) 2CuO+H2O
【答案】見解析
同步訓練 A組
1．如圖各組變化中，每一轉化在一定條件下均能一步實現的是 ( )
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
+HCl +NaOH △
2．有如下化學反應過程：X Y Z X。其中X代表的物質是 ( )
A．Cu B．AgNO3 C．Na2O D．Fe2O3
3．在稀鹽酸中加入下列物質，溶液的pH幾乎不變的是 ( )
A．CaCO3固體 B．AgNO3溶液
C．KOH溶液 D．生石灰
4．如圖表示了初中科學中一些常見物質的相互轉化關系(部分反應條件已省略)。下列說法錯誤的是( )
A．利用反應①可制得燒堿
B．圈I中發生的反應都是分解反應
C．利用反應②可用來檢驗二氧化碳氣體
D．圈Ⅱ中的化學反應說明氧氣具有可燃性
5．某探究小組設計了下列四種制備物質的實驗方案，其中不能實現的是 ( )
A ．Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3
B．CuO CuCl2溶液 Cu
C．Fe Fe2O3 Fe2(SO4) 3溶液
D．CaCO3 CO2 Na2CO3溶液
6．有一包白色粉末，可能是由硫酸銅、氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉中的一種或幾種組成，為檢驗其中的成分，經實驗得到下表，請完成相關內容。
實驗步驟及現象
結論
①將少許白色粉末溶于水得到無色溶液A
白色粉末中一定沒有
②在A中加入足量硝酸鋇溶液，生成白色沉淀B，過濾得濾液C
③在白色沉淀B中加入足量稀硝酸，
④在濾液C中加入硝酸銀溶液，生成的白色沉淀不溶于稀硝酸
白色粉末中一定有硫酸鈉、碳酸鈉和氯化鈉
7．查閱資料可知，雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣。某 同學為了驗證雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，設計了如圖所示的實驗。
(1)實驗過程中看到的現象是 。
(2)小明認為該實驗方案不完整，還需驗證雞蛋殼的主要成分屬于鈣鹽，方法是取反應后的上層清液加入 。
A．Na2CO3溶液 B．AgNO3溶液
C．NaCl溶液 D．Ca(OH) 2溶液
(3)雞蛋殼與鹽酸反應的化學方程式為 。
8．如果以碳酸鈣和水為原料制取氫氧化鈉，可設計如下反應過程：碳酸鈣 氧化鈣 氫氧化鈣 氧化鈉。
如果以鋅、稀硫酸和氧化銅為原料制取單質銅，可有兩種設計方案，請你按照上面的設計格式，完成以下設計方案。
方案一： ；
方案二： 。
在以上兩個設計方案中，方案 操作更合理、更簡便。
同步訓練 B組
9．在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量，發生如下反應：3NaOH+A1C13=Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH) 3+NaOH=NaAlO2+2H2O，NaAlO2易溶于水。下列圖象不正確的是( )
10．在經濟建設中，我們要走發展與環保并重的可持續發展道路。某化工廠有甲、乙兩個車間，排出的廢水澄清透明，分別含有三種不同的離子，它們可能是K+、Ba2+、Cu2+、OH一、NO3一、CO一中的三種。已知甲車間廢水明顯顯堿性，則乙車間廢水中肯定含有的陰離子是 ；將甲、乙兩車間的廢水按適當的比例混合，可以變廢為寶，既可以使廢水中的Ba2+、Cu2+、OH一等離子轉化為沉淀除去，又可以用上層清液來澆灌農田。則清液中含有的溶質主要是 (填化學式)。
11．某氣體可能由氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣、氯化氫中的一種或幾種組成，為確定其成分，進行了如圖所示的實驗：
氣體通過有關裝置時觀察到的現象記錄在下表中：
裝置編號
A
B
C
D
E
現象
無明顯變化
變渾濁
變紅色
無明顯變化
變藍色
請回答問題：
(1)該氣體中一定含有 。
(2)該氣體中一定沒有 ，理由是 。
2.2 物質轉化的規律(3)
1．C 2．D 3．B 4．D 5．C 6．CuSO4沉淀部分溶解 7．(1)固體減少，有氣泡放出，澄清石灰水變渾濁 (2)A (3)CaCO3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO2↑ 8．Zn
H2 Cu Cuo CuSO4 Cu 二 9．A 10．NO3一
加熱
KNO3 [解析：甲車間廢水顯堿性，說明甲中一定有OH一，則乙車間一定有Ba2+、Cu2+。因為溶液中一定既有陽離子又有陰離子，故乙車間含有的陰離子是NO3一。兩者反應后，則生成BaCO3 沉淀、Cu(OH) 2沉淀，所以溶質為KNO3。] 11．(1)CO 2和H 2 (2)HCl和CO HCl遇硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀，與A中現象不符；CO還原氧化銅后生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁，與D中現象不符
2.3常見的材料(1)
學習指要
一、知識要點
1．材料是人類賴以生存的物質基礎，常見的材料有金屬材料(合金材料)、無機非金屬材料以及有機合成材料。
2．合金及其特點
(1)含義：兩種或兩種以上的金屬(也可以是金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
(2)特點：①合金是混合物；②合金與純物質相比，一般具有較低的熔點，較大的硬度，較差的導電性。
3．鐵的銹蝕條件和防銹方法
(1)鐵銹蝕的條件：鐵與氧氣和水等物質相互作用。
(2)防止鐵生銹的方法①覆蓋一層保護膜法：使鐵制品隔絕空氣或隔絕水，保持鐵制品表面干燥和潔凈或在鐵制品表面涂一層保護膜。如刷油漆、涂油、電鍍、烤藍等。②改變內部結構法：改變鐵的組成、結構，制成合金鋼，如不銹鋼等。
4．金屬不會自行分解，每年廢棄的金屬不僅浪費資源，侵占土地，而且污染環境。有的金屬被腐蝕后形成金屬離子，污染土壤和地下水源。金屬造成的生態環境污染，可隨著食物鏈危及各類生物和人類。通過分類回收金屬，進行循環再生等可解決一些金屬污染問題。
二、重要提示
1．日常生活和生產中所用的鐵制品是鐵合金，不是純鐵。鐵合金中主要含有的雜質是碳，其硬度比純鐵高，熔點比純鐵低。
2．鋼鐵的銹蝕，既有其本身組成、結構、性質上的原因，又有周圍介質上的原因。因此，鋼鐵的防銹蝕主要應從它的本身和周圍介質兩方面采取措施。保護膜法是最普遍最重要的防銹措施。
3．廢棄電池的危害：廢電池是對自然環境造成威脅最大的幾種物質之一。電池中含有汞、鉛、鎘等多種金屬元素，將廢電池混人生活垃圾中一起填埋，或隨手丟棄，滲出的汞及重金 屬物質就會滲入土壤，污染地下水，進入魚類、農作物中，破壞人類的生存環境，間接威脅到人類的健康。
科學廣場
記憶合金
1963年，美國海軍研究所在研究鎳鈦合金時，發現了一種奇怪的現象：一些已經被拉直了的鎳鈦合金，無意中被火烤后，又恢復到原來彎曲的形狀。這一現象說明這種鎳鈦合金具有一種形狀記憶功能，這種合金也因此被稱為“形狀記憶合金”。形狀記憶合金能夠記住它在某一溫度下的形狀，以后不管經過什么樣的溫度變化，只要出現那一特定的溫度，它便能立即恢復原來的形狀。金鎘合金、鈦鎳合金、銦鉈合金等，都是形狀記憶合金。
1970年，美國首先將形狀記憶合金用于宇宙飛船天線，成為形狀記憶合金應用的杰出代表。
記憶合金同我們的日常生活也息息相關。例如，用記憶合金制成的彈簧放在熱水中時，長度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復原狀。這種彈簧可以控制浴室水管的水溫，在熱水溫度過高時通過“記憶”功能，調節或關閉供水管道，避免燙傷。也可以制作成消防報警裝置及電器設備的保安裝置。當發生火災時，記憶合金制成的彈簧發生形變，啟動消防報警裝置，達到報警的目的。還可以把用記憶合金制成的彈簧放在暖氣的閥門內，用以保持暖房的溫度，當溫度過低或過高時，自動開啟或關閉暖氣的閥門。
科學家已成功將“記憶金屬”的形變溫度調到體溫范圍，并將它應用于醫學上。科學家用它做成食道支架，對失去進食功能的食道癌患者來說，“記憶金屬”食道架能在喉部膨脹成新的食道。必要時只要向食道里加上冰塊，“食道”又會遇冷收縮，從而可輕易取出。
解題指導
【例題】某學生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入干燥的細鐵絲、浸過食鹽水的細鐵絲、浸過清水的細鐵絲、食鹽水完全浸沒的細鐵絲，然后裝配成如圖2—6所示的四套裝置，每隔一段時間測量導管中水面上升的高度，結果如下表所示(表中所列數據為導管中水面上升的高度)：
時間/小時
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
A瓶(盛干燥細鐵絲)/厘米
0
0
0
0
0
0
0
B瓶(盛沾了食鹽水的細鐵絲)
/厘米
0
0.4
1.2
3.4
5.6
7.6
9.8
C瓶(盛沾了清水的細鐵絲)
/厘米
0
0
0
0.3
0.8
2.0
3.5
D瓶(盛完全浸沒在食鹽水中的細鐵絲)/厘米
0
0
0
0
0
0
0
(1)導管中水面上升的原因是 。
(2)上述實驗中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序為 (填序號)。
(3)影響鐵生銹的因素有 。
【解析】 由題中裝置可知，導管中水面上升的高度與燒瓶內空氣消耗的多少有關，燒瓶內空氣消耗得越多，由于大氣壓的作用，導管中水面上升得越高。現燒瓶中放置不同條件的細鐵絲，細鐵絲在生銹時要消耗空氣，細鐵絲越易生銹，消耗的空氣越多，導管中水面上升得越高。再根據表中數據可知，干燥細鐵絲和完全浸沒在食鹽水中的細鐵絲不易生銹，沾了食鹽水的細鐵絲最易生銹，沾了清水的細鐵絲次之，這說明鐵生銹的因素是需要空氣、水和鹽類物質。
【答案】(1)鐵生銹時與空氣中的氧氣反應，消耗了氧氣而使燒瓶中氣體的壓強降低 (2)B>C>A=D (3)①跟氧氣接觸；②有水分子存在；③有電解質(鹽)存在。三者同時具備時，鐵牛銹的速度最快
同步訓練 A組
1．下列不屬于合金的是 ( )
A．焊錫 B．黃銅 C．生鐵 D．石墨
2．有關合金的敘述如下，其中正確的有 ( )
①合金中至少含兩種金屬；②合金中的元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金屬；④合金一定是混合物；⑤生鐵是含雜質較多的鐵合金(比鋼多)；⑥生鐵可完全溶解在稀鹽酸中
A．①②③④⑤⑥ B．①②
C．①③④⑤ D．③④⑤
3．鋁鎂合金是新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列性質與這些用途無關的是 ( )
A．不易生銹 B．導電性好 C．密度小 D．強度高
4．據統計，每年銹蝕的鋼鐵約占世界鋼鐵年產量的1／4。如圖所示，電線桿的鐵絲拉線上有M、N、P三處，最容易生銹的地方是 ( )
A．M處 B．N處 C．P處 D．不能確定
5．下列說法不正確的是 ( )
A．回收廢舊金屬可減少對環境的污染
B．回收廢舊金屬可以節約能源
C．回收廢舊金屬可以節約金屬資源
D．回收一個鋁制易拉罐比制造一個新飲料罐貴些
6．某些食品包裝袋內常有一小包物質，用來吸收氧氣和水分，以防止食品腐敗，常稱作“雙吸劑”。下列物質屬于“雙吸劑”的是 ( )
A．炭粉 B．鐵粉 C．氯化鈣 D．生石灰
7．日常生活中的一些鐵制品經常會被銹蝕。下列做法中不能起防銹作用的有 ( )
①在鐵制品表面鍍鋅；②在鐵制品表面涂油脂；③保留鐵件表面的鐵銹作保護層；④在鐵器表面刷油漆；⑤自行車臟了用清水沖洗；⑥用廢酸液沖洗鐵制污水管道；⑦切完菜后盡快將菜刀洗凈擦干
A．②⑤ B．③⑤⑥ C．①③⑦ D．②⑥⑦
8．鐵制品在通常情況下很容易生銹，制造時往往在鐵制品表面電鍍一層銅起防銹作用。下列說法正確的是 ( )
A．鍍銅鐵制品不可以在弱酸性條件下使用
B．鍍銅鐵制容器可盛硝酸銀溶液
C．鍍銅鐵制品不易生銹的原因之一是使鐵隔絕了空氣
D．鍍銅鐵制品是一種合金
9．在研究“鐵生銹的條件”的實驗中，某科學興趣小組對實驗進行了創新設計，請把實驗報告補充完整。
【實驗目的】鐵生銹條件的探究。
【實驗內容】取3段光亮無銹的細鐵絲，繞成螺旋狀，放人3支干燥潔凈的試管底部，進行下列實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現象。
【實驗現象髕驗①②無明顯現象，實驗③中鐵絲生銹，且試管內空氣體積減小。
【實驗結論】鐵生銹實際上是鐵與空氣中的 (填名稱)發生反應的結果。
【實驗思考】
(1)當鐵絲足量，時間足夠長，實驗③進入試管內的水的體積約占試管體積的 。
(2)該實驗的創新之處在于：可根據鐵絲表面的鐵銹和 兩種現象來判斷鐵絲反應進行的情況。
(3)用完的菜刀要擦干存放，理由是 。
(4)鋁比鐵活潑，但鋁難腐蝕，原因是
10．所謂合金，就是多種不同金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態下形成的一種熔合物。根據下列 四種金屬的熔沸點，不能形成合金的是 ( )
Na
Cu
Al
Fe
熔點
97.5℃
1083℃
660℃
1535℃
沸點
883℃
2595℃
2200℃
3000℃
A．Cu和Na B．Fe與Cu C．Cu與Al D．Al與Na
11．在蒼茫海水中沉沒了800多年的“南海一號”重見天日，其中的宋代銅錢已經銹跡斑斑。已知：銅綠的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2 (OH) 2CO2]，它受熱分解的化學方程式為：Cu2 (OH) 2CO32CuO+CO2↑+H2O某同學設計了如下實驗，用來測定堿式碳酸銅受熱分解后產生的水和二氧化碳的質量比。實驗用到的主要裝置如圖所示：
(1)裝置連接順序為： 。(填編號)
(2)操作步驟及數據處理： 第一步：檢驗氣密性； 第二步：裝入藥品，稱取裝置①和③的質量； 第三步：試驗后再次稱取裝置①和③的質量，
記錄數據如下表：
裝置
裝置
質量
時間
裝置①
裝置③
實驗前
220.0克
195.0克
實驗后
222.1克
199.4克
根據以上數據可得產生的水和二氧化碳的質量之比為 。(要求寫出最簡整數比)
(3)產生該實驗結果可能的原因有哪些? (可多選)。
A．二氧化碳沒有被完全吸收
B．水沒有被完全吸收
C．堿式碳酸銅藥品中含有水分
D．堿式碳酸銅沒有完全分解
12．普通黃銅僅由銅和鋅組成，它被廣泛用于制造板材、管材等，也用于鑄造機械零件?，F有一塊質量為50.O0克的黃銅樣品，某同學利用一種未知濃度的稀鹽酸來測定樣品中Cu的 質量分數。實驗中，當樣品完全反應時，所得溶液的質量為198.25克，樣品變化情況如圖所示。
計算：
(1)黃銅中Cu的質量分數。
(2)樣品完全反應時生成的H2的質量。
(3)稀鹽酸的溶質質量分數。
2.3 常見的材料(1)
1．D 2．D 3． B 4． B 5．D 6． B 7．B 8．C 9．氧氣和水蒸氣(1)1／5 (2)試管內空氣體積減小(或試管內液面上升) (3)除去水分，防止生銹(4)鋁的表面易生成一層致密的氧化物保護膜，阻止鋁進一步反應 10．A 11．(1)②→①→③ (2)21 ：44 (3)AC l2．(1)67.5％ (2)0.5克 (3)10％
2.3常見的材料(2)
學習指要
一、知識要點
1．常見的三大無機非金屬材料為水泥、玻璃和陶瓷。
(1)水泥：普通水泥(通常指硅酸鹽水泥)由石灰石與黏土混在一起在爐中煅燒成熟料后加石膏磨細而成。
(2)玻璃：普通玻璃是將石英、蘇打和石灰石等經過配料、熔化、成型、退火等工序制成的。
(3)陶瓷：用天然的硅酸鹽和其他礦物原料制成的，具有許多優良的性能，如耐水、耐酸堿和絕緣性好等。
2．三大有機合成材料為合成塑料、合成纖維和合成橡膠。
二、重要提示
1．在制造玻璃的過程中，當我們加入某些金屬氧化物時(如二氧化錳、二氧化錫等)，會使玻璃呈現不同的顏色。如在紅色玻璃中加的是氧化亞銅，在藍色玻璃中加的是氧化鈷。
2．大量的廢舊農用薄膜、包裝用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以下統稱為塑料包裝物)，在使用后被拋棄在環境中，給景觀和生態環境帶來很大破壞。由于廢舊塑料包裝物大多呈白色，因此造成的環境污染被稱為“白色污染”。
科學廣場
白色污染與生物降解
白色污染是指由廢棄塑料引起的環境污染。塑料制品在動物體內無法被消化和分解，牲口誤食后可能引起胃部不適、行動異常、生育繁殖能力下降，甚至死亡；廢農膜殘留在農田中，影響土壤透氣性，阻礙水分流動和作物根系發育，纏繞農機具，惡化田問作業，長此以往使土壤劣化；廢棄塑料對水面特別是海洋的污染已經成為國際性問題，它們影響漁業，惡化水質，還會纏住船只的螺旋槳，損壞船身和機器，給航運業造成重大損失。水中垃圾塑料占55％，其消除費用為陸地的10倍。為了防止白色污染，許多國家在大力推進3R運動，即要求減量化(Re—duce)、再利用(Reuse)、再循環(Recycle)；還在研究新型的可降解塑料以及各種利用回收的廢塑料使之資源化的新途徑。
生物降解塑料是指在自然環境中通過微生物的生命活動能很快降解的高分子材料。按照其降解特性可分為完全生物降解塑料和生物破壞性塑料。按照其來源則可以分為天然高分子材料、微生物合成材料、化學合成材料、摻混型材料等。
解題指導
【例題】福娃是2008年奧運吉祥物。制作它的外部材料為純羊毛絨，內充無毒的合成纖維。下列說法正確的是 ( )
A．制作福娃內充物是引起A色污染的主要物質
B．純羊毛和合成纖維可用燃燒法區別
C．制作福娃的外部材料屬于有機合成材料
D．合成纖維的吸水性和透氣性比純羊毛好
【解析】福娃外部材料用的純羊毛絨屬于天然有機高分子材料，內充的無毒合成纖維屬于合成材料。白色污染是由于大量廢棄的塑料不易降解而引起的。區別天然纖維和人造纖維的方法是燃燒法，天然純羊毛燃燒后有一股燒焦羽毛的特殊氣味，而合成纖維則燃燒成黑色固體。純羊毛的吸水性和透氣性比合成材料要好。
【答案】B
同步訓練 A組
1．2009年中央電視臺春節聯歡晚會中，著名魔術師劉謙以其匪夷所思的表演震撼了國人，下列是他在表演過程中使用的道具，其中屬于合成材料的是 ( )
A．玻璃杯 B．金戒指
C．硬幣 D．橡皮筋
2．下列無機非金屬材料的使用和保存不正確的是 ( )
A．玻璃高腳杯盛放啤酒飲料
B．氧化鋁(A12O3)用來制造發動機零件
C．建筑用的水泥大量露天放置
D．羥基磷酸鈣陶瓷制造人工骨、人工關節及人造假牙
3．我國政府規定，所有超市、商場、集貿市場等一律不得免費提供塑料購物袋。據了解，一次性塑料袋大多是聚氯乙烯和聚苯乙烯制成的再生塑料制品，對人體是有害的。下列關于一次性塑料袋的說法錯誤的是 ( )
A．一次性塑料袋是鏈狀結構的高分子材料
B．禁止使用任何塑料制品
C．一次性塑料袋是由有機物組成的
D．一次性塑料袋是“白色污染”之一
4．最新研制的以農作物秸稈為原料的一次性餐盒，廢棄后在自然條件下兩個月就可以分解。下列關于此種餐盒的說法不正確的是 ( )
A．替代塑料餐盒可減少“白色污染”
B．這種餐盒是綠色環保產品
C．可有效利用秸稈，減少燃燒秸稈產生的空氣污染
D．秸稈屬于合成材料
5．考古發現，早在一萬多年前我國已開始制造和使用陶器?，F在人們已能生產各種新型陶瓷材料，如用氧化鋁陶瓷來制造發動機零件。下列有關氧化鋁陶瓷的說法錯誤的是 ( )
A．該陶瓷屬于無機非金屬材料
B．該陶瓷中的原料氧化鋁屬于非金屬氧化物
C．該陶瓷耐高溫，強度高
D．該陶瓷耐酸、堿等化學物質的腐蝕
6．下列對廢棄塑料制品的處理方法中，最為恰當的是 ( )
A．焚燒
B．粉碎后深埋
C．傾倒在海洋中
D．用化學方法加工成防水涂料或汽油
7．節能、環保、高效新材料的使用是上海世博會的亮點。
(1)世博園區內的“陽光谷”(如圖甲所示)頂棚膜是國內首次采用具有自潔功能的聚四氟乙烯碳素纖維材料制成的，其使用壽命可以超過100年。聚四氟乙烯碳素纖維屬于 (填“合成材料”或“天然材料”)。
(2)下列做法能體現世博會“低碳、環?！崩砟畹氖? (可多選)。
A．用可降解的“玉米塑料”代替傳統塑料制作餐具
B．用回收的牛奶包裝紙盒再生的材料制造休閑椅
C．多個展館充分利用了太陽能、風能、地熱能、生物質能
(3)世博會已有千輛新能源汽車投入運行，其中部分公交車采用二甲醚(C2H6O)作燃料。二甲醚完全燃燒生成二氧化碳和水，寫出該反應的化學方程式： 。
(4)在世博園區內分布著許多“直飲水”點(如圖乙所示)，其“直飲水”主要生產流程為：自來水→活性炭→超濾膜分離→紫外線消毒→直飲水，其中活性炭起 作用，超濾膜可以讓水分子通過，其他大分子污染物則被截留，這個分離過程屬于 (填“物理變化”或“化學變化”)。
8．市場上有一種加酶洗衣粉，衣物上的汗漬、血跡及人體排出的油漬 等遇到這種加酶洗衣粉都能被分解而除去。下列衣料不宜用加酶洗衣粉洗滌的是( )
①羊毛織品；②棉織品；③化纖布料；④蠶絲織品
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
9．《關于限制生產銷售使用塑料購物袋的通知》(又稱“限塑令”)于2008年6月1日開始實施。市售塑料購物袋有的用聚乙烯[(CH2CH2)n]制成，有的用聚氯乙烯[(CH2CHCl) n]制成。請回答：
(1)聚氯乙烯由 種元素組成。
(2)通過點燃的方法可以鑒別聚乙烯和聚氯乙烯，如果塑料購物袋點燃時有強烈的刺激性氣味產生，這種塑料購物袋可能是由 制成的。
(3)實行塑料購物袋有償使用的意義是 (可多選)。
A．節約資源 B．避免濫用塑料袋
C．保護生態環境 D．提高生活水平
10．由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已經成為一個嚴重的社會問題。某科學研究小組的同學們欲對某種塑料的組成進行分析探究(資料顯示該塑料只含C、H兩種 元素)，他們設計了如圖所示的實驗裝置。目的是通過測量有關數據，推算塑料組成元素的含量。圖中字母A至G均表示裝置編號。
請根據實驗裝置，回答下列問題：
(1)由于發生裝置A制取的氧氣中混有CO2和水蒸氣，為使D裝置中的塑料試樣在純氧中燃燒，裝置C中盛放的試劑應該是 。
(2)E、F裝置是氣體的吸收裝置，該處的設計有不正確的地方，如何改進 ，
理由是 。
(3)堿石灰的成分是氫氧化鈉和氧化鈣，則裝置正確連接時G裝置的作用是 。
2.3 常見的材料(2)
1．D 2．C 3．B 4．D 5．B 6．D 7．(1)合成材料 (2)ABC
(3)C2H6O+3O22CO2+3H2O (4)吸附 物理變化 8．C[解析：羊毛和蠶絲都含有蛋白質，易被酶分解。] 9．(1)3 (2)聚氯乙烯 (3)ABC[解析：分別燃燒聚乙烯和聚氯乙烯，產生的氣體不同，有強烈的刺激性氣味產生的是聚氯乙烯。] 10．(1)濃H2SO4 (2)E、F裝置順序對調 F裝置吸收的水蒸氣有一部分來自NaOH溶液 (3)吸收空氣中的H2O和CO2，避免對實驗結果產生干擾[解析：要除去氧氣中混有的CO2和水蒸氣，應先除CO2后除去水蒸氣，以免有新的水蒸氣進入D裝置。要測定塑料燃燒生成的CO2和水蒸氣，應先吸收水蒸氣，后吸收CO2，以免NaOH溶液中的水蒸氣進入F裝置，使H2O的質量偏大。堿石灰的作用是吸收空氣中的CO2和水蒸氣，以免對實驗結果產生干擾。]
2.4材料的發展
學習指要
一、知識要點
1．人類材料的發展史：舊石器時代→新石器時代→銅器時代→青銅器時代→鐵器時代→新材料時代。
2．新型材料：新型材料是指那些新出現或正在發展中的、具有優異特性和功能并能滿足技術進步所需要的材料，如光電子信息材料、先進復合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導材料、納米材料等。
3．以銅為原料制備硫酸銅
(1)主要方法
方法一：銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅，同時生成二氧化硫和水；
方法二：將銅在空氣中加熱轉化為氧化銅，然后利用氧化銅和稀硫酸反應制取硫酸銅；
方法三：將銅和氯氣在加熱條件下反應生成氯化銅，然后將氯化銅與氫氧化鈉反應，生成氫氧化銅和氯化鈉，最后利用氫氧化銅和硫酸反應制取硫酸銅。
(2)選擇方法的原則
方法一：濃硫酸與銅反應在生成硫酸銅的同時生成了二氧化硫氣體，這樣既浪費了原料，又因為二氧化硫有毒而造成環境污染；
方法二：原料利用率高，無污染；
方法三：所選原料氯氣有毒，不符合環保要求，且步驟多，生產成本高。因此方法二是最優方案。
二、重要提示
人們在實際生產和實驗中考慮某物質的制備方法時，需要考慮的問題有①制備過程中每一步化學反應是否符合化學反應規律；②設計的方案要考慮原料的成本和實際設備情況，如反應所需的條件和設備是否簡單；③所需的原料是否容易獲取，是否具有較好的經濟效益；④生產過程中是否會對環境造成污染等。
科學廣場
導電塑料
20世紀70年代的一天，日本的一位科學家在實驗室里，用常規方法獲得了一種具有金屬光澤的銀灰色薄膜。按經驗，用同樣方法得到的應當是聚乙炔黑色粉末。他覺得奇怪，于是就回過頭來檢查他的實驗過程有沒有差錯，結果發現添加的催化劑比規定數量多出了1000多倍。測試結果顯示這種產物確實是聚乙炔塑料，但它能夠導電。就這樣，導電塑料在這次意外的操作中誕生了。
隨后，科學家們對導電塑料進行了深入研究，制造出了可以應用的導電塑料。2000年，Alan J．Hee—ger(艾倫·J．黑格，美國物理學家)、Alan G．Macdia—mid(艾倫·G．馬克迪爾米德，美國化學家)和白川因樹(日本化學家)因發現了導電塑料而獲得了諾貝爾化學獎。
目前，美國已經用導電塑料代替半導體材料制造出太陽能電池，還實驗用導電塑料作蓄電池材料。如果把導電塑料作為電極材料應用到汽車蓄電瓶里，可以把蓄電瓶的重量由l5千克降至2千克，并且能夠反復充電l000次以上，大大延長了蓄電瓶的壽命。瑞士還用導電塑料制成印刷電路板，并已經應用到中小型計算機中，使用效果良好，成本只有銅印刷電路板的40％。英國和加拿大則把導電塑料用到電子玩具、電子游戲機、電視機和其他普通電器上，都明顯地降低了產品成本。最近，日本一家公司用導電塑料制成了晶體管，取得了突破性進展。
導電塑料兼具塑料和金屬的優點，密度比金屬小得多，不需要冶煉，也不需要在高溫條件下加工，而制取導電塑料的資源也十分豐富，所以造價低廉。因此，導電塑料的出現將會給21世紀的材料科學帶來新的生機。
解題指導
【例題】某科學興趣小組利用廢銅屑制取硫酸銅，設計方案如下：
甲：Cu CuO CuSO4
△ △
乙：Cu CuSO4
丙：Cu CuSO4[Cu+2H2SO4 (濃) CuSO4+SO2↑+2H2O]
丁：Cu Cu(NO3)2 Cu(OH) 2 CuSO4
△
從理論、操作、經濟、環保等方面考慮，你認為最合理的方案是 ( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】乙方案，從原理上考慮是錯誤的，銅與稀硫酸不反應；丙方案，從經濟和環保等方面考慮，用銅與濃硫酸反應雖然可以一步制取到硫酸銅，但所生成的二氧化硫氣體會污染空氣，且硫酸的利用率低；丁方案，采用金屬銅置換硝酸銀獲得硝酸銅的方法，其中硝酸銀價格昂貴，且銀離子有毒，經過多步反應才能制取到硫酸銅。因此丙和丁方案都不是最合理的。甲方案，通過銅與氧氣加熱獲得氧化銅，再通過氧化銅與稀硫酸反應，理論上成立，且操作簡單，原料來源廣泛且便宜，硫酸利用率高，因此甲方案是最合理的。
【答案】A
同步訓練 A組
1．材料是人類文明進步的標志。下列不同時代物品的材料在加工、制取過程中只發生物理變化的是 ( )
2．納米材料被譽為21世紀最有前途的新型材料，許多材料達到納米(1納米=10一9米)級的大小時，會產生許多讓人料想不到的奇特的光、電、磁、熱、力和化學等方面的性質。如：將金屬制成納米粉末后就變成了黑色，且不導電，機械強度也大幅度提高。下列說法錯誤的是 ( )
A．納米碳雖然質地柔軟，但強度卻很大
B．納米氧化鋅能吸收電磁波
C．金黃色的金粉應該屬于納米材料
D．在空氣中能自燃的鐵粉應該屬于納米材料
3．隨著社會的發展，出現了復合材料這一類新型材料。目前，復合材料最主要的應用領域是( )
A．高分子分離膜 B．人類的人工器官
C．宇宙航空工業 D．新型藥物
4．用光導纖維制造內窺鏡，探視病人內臟疾病，這是利用了光導纖維 ( )
A．不發生光輻射
B．能傳輸大量信息，且不怕腐蝕
C．無論怎樣繞曲，都能很好地傳導光線
D．熔點高，耐高溫
5．“綠色化學”的核心是在化學反應過程或化工生產中，盡量減少使用或徹底消除有害物質。下列做法符合“綠色化學”的是 ( )
A．生產和使用劇毒農藥
B．造紙廠用二氧化硫進行紙漿漂白
C．利用雙氧水制氧氣
D．化工廠產生的廢氣向高空排放
6．用鎳鈦合金制成的宇宙飛船自展天線，在低溫下被折疊，進入太空后，在陽光照射下可重新展開，恢復成原狀。關于此天線制作材料的描述錯誤的是 ( )
A．具有形狀記憶功能 B．具有很低的熔點
C．具有良好的延展性 D．具有良好的導電性
7．獲取知識和信息是現代人不可缺少的素質，信息產業的飛速發展離不開材料科學的推動。
(1)光導纖維是一種高質量傳導光的玻璃纖維，利用光纜通訊，能同時傳輸大量信息。制造光纖電纜的主要原材料是 。
(2)信息產業的核心材料是高純度的硅，單晶硅可用來制作大規模集成電路、整流器等。硅的純度越高，大規模集成電路的性能就越好。高純度的單晶硅生產方法(之一)如下：
SiO2 Si(粗硅) SiHCl3(沸點31.5℃) Si (多晶硅)
→單晶硅
近年來用得較多的另一種方法(之二)是用金屬硅化物(Mg2Si)與鹽酸作用制得硅烷，再加熱分解硅烷可得高純硅。
根據上述信息回答下列問題：
①從方法一生產單晶硅的過程看，由碳還原得到的硅為何還要進一步處理?
。
②把方法二中生產高純硅的兩個化學反應方程式補充完整：Mg2Si+4HCl= +SiH4↑；SiH4 Si+ 。
同步訓練 B組
8．下列物質的制備萬萊設計中，理論上正確、操作上可行、經濟上合理的是 ( )
A．S SO3 H2SO4
B．C CO CO2 NaO2CO3溶液
C．CaO Ca(OH) 2 NaOH溶液
D．Cu Cu(NO3) 2 Cu(OH) 2，
9．工業上用沉淀法生產的輕質碳酸鈣是極細的粉末，為制造牙膏的原料之一。甲、乙兩位同學分別設計了沉淀法制各碳酸鈣的實驗方案．如圖所示．
(1)請將乙同學的方案補充完整(填化學式)：① ；② ；③ 。
(2)你認為 同學的方案比較合理，理由是 。

2.4 材料的發展
1．A 2． C 3． C 4． C 5． C 6． B 7．(1)石英砂(SiO2) (2)①由碳還原二氧化硅得到的單質硅中，雜質含量過高 ②2MgCl2 2H2 8．C[解析：S在氧氣中點燃生成的是SO2而不是SO3，AgNO3是貴重的物質，價格昂貴，經濟上不合算。] 9．(1)CaO CO2 Ca(OH)2 (2)乙 原料利用率高
分組實驗：物質的鑒別
學習指要
一、知識要點
1．物質鑒別方法
(1)化學方法：如鑒別氯離子可加入硝酸銀溶液和稀硝酸，鑒別硫酸根離子可加入硝酸鋇溶液和稀硝酸。
(2)物理方法：如藍色不溶物為氫氧化銅，紅褐色不溶物為氫氧化鐵。
注：化學方法是利用物質的化學性質，物理方法是利用物質的物理性質。
2．常見物質的檢驗
(1)常見氣體的檢驗
氣體名稱
檢驗方法
現象
O2
帶火星的小木條或燃燒的小木條
復燃或更旺
H2
①通入灼熱的CuO中
②點燃，在火焰上罩一只干冷的燒杯
①有紅色物質產生
②有水珠生成
CO2
通入澄清石灰水中
變渾濁
CO
①先通入灼熱的CuO中，再通入澄清石灰水中
②點燃，在火焰上罩一只內壁涂有澄清石灰水的小燒杯
①有紅色物質產生，石灰水變渾濁
②變渾濁
CH4
點燃，在火焰上罩一只干冷的小燒杯，再在火焰上罩一只內壁涂有澄清石灰水的小燒杯
有水珠產生，石灰水變渾濁
水蒸氣
通入無水CuSO4粉末中
白色變藍色
(2)常見離子的檢驗
離子名稱
檢驗試劑
主要現象
H+ (酸液)
①紫色石蕊試液②金屬Zn
①變紅②有氣泡產生
OH一(堿液)
①紫色石蕊試液②無色酚酞試液
①變藍②變紅
SO一(硫酸，可溶性硫酸鹽)
BaCl2溶液[或Ba(NO3) 2溶液]，
稀HNO3
生成不溶于稀HNO3的白色沉淀
C1一(鹽酸，可溶性氯化物)
AgNO3溶液，稀HNO3
生成不溶于稀HNO3的白色沉淀
C()一(碳酸鹽)
稀鹽酸、澄清石灰水
產生一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體
二、重要提示
物質鑒別的方法可以有多種，在實際選擇時，人們盡量選擇相對簡單的操作方法，如觀察顏色、溶解性等。選擇化學方法進行鑒別時，還要考慮到所選藥品是否容易獲取、反應現象是否明顯等。
【例l】現有Na2SO4、Na2CO3、AgNO3三種無色溶液，若用一種試劑一次鑒別出來，應選用的試劑是 ( )
A．BaCl2溶液 B．稀硝酸 C．NaOH溶液 D．稀鹽酸
【解析】一般來說，用一種試劑一次鑒別出來三種物質，有如下幾種情況：
(1))加入一種試劑后產生的現象不同：一個有氣體生成，一個有沉淀生成，一個沒有明顯現象；
(2)加入試劑后，顏色改變不同，三種試液顯示三種不同顏色，一般對指示劑而言較多。在鑒別的物質中如果是酸、堿、鹽同時出現，可考慮用指示劑，如紫色石蕊試液。如果有一種是碳酸鹽，首先考慮用稀酸。一般酸和碳酸鹽是一對互檢的試劑，也是解題的突破口，然后根據其他物質的性質考慮選用哪一種酸，其次考慮其他酸、堿、鹽試劑來鑒別。但要注意三種待測液加入一種試劑后，一定要產生不同的現象，否則不能一次鑒別出來。
【答案】D
【例2】根據如圖2—5所示的轉化關系(假設能發生反應的均完全反應)，回答下列問題。
(1)藍色沉淀D的化學式是 。
(2)寫出由藍色溶液B得到白色沉淀C的化學方程式 。
【解析】先尋找突破口，從“藍色溶液”和“藍色沉淀”入手，B為銅鹽，D為Cu(OH)2，C為不溶于稀硝酸的白色沉淀，可推斷B為CuSO4溶液。
【答案】 (1)Cu(OH) 2 (2)CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2
同步訓練 A組
1．只用水就能直接鑒別的一組物質是 ( )
A．NaCl、CaCl2、BaCl2
B．AgCl、BaSO4、CuSO4
C．CuSO4、Na2CO3、CaCO3
D．AgCl、BaSO4、CaCO3
2．為鑒別氫氣、氧氣、二氧化碳三瓶氣體，可選用的方法是 ( )
A．將水倒人三瓶氣體中
B．將澄清石灰水倒入三瓶氣體中
C．將紫色石蕊試液滴人三瓶氣體中
D．將燃著的木條分別伸人三瓶氣體中
3．下列鑒別物質的方法中，切實可行的是 ( )
A．用酚酞試液鑒別NaCl溶液和鹽酸
B．用燃著的木條鑒別CO2和N2
C．用紫色石蕊試液鑒別稀鹽酸和稀硫酸
D．用水鑒別NaOH和CaCO3固體
4．某氣體混合物可能含有H2、CO、CO2和水蒸氣中的若干種，現將該氣體依次通過灼熱的氧化銅、無水硫酸銅、澄清石灰水后，看到的現象依次為變紅、變藍、無現象。由此確定該氣體的成分是
( )
A．H2和水蒸氣
B．H2、CO、CO2
C．一定含有H2，可能含有水蒸氣
D．一定含有CO和CO2，可能含有H2和水蒸氣
5．下表是小江同學用多種方法來鑒別物質的記錄，其中完全正確的是 ( )
需鑒別的物質
所加試劑或方法
方法1
方法2
A
木炭粉和氧化銅
觀察顏色
通CO并加熱
B
NaCl溶液和
Na2CO3溶液
稀HCl
Zn
C
NH4HCO3氮肥和
K2SO4鉀肥
加Ca(OH) 2研
磨并聞氣味
稀H2SO4
D
稀HCl和KCl溶液
Fe2O3
無色酚酞
6．下列各組物質中，加入適量的鹽酸后過濾，不能將混有的雜質除凈的是 ( )
A．銅粉中混有少量鐵粉
B．Na2SO4中混有少量CaCO3
C．NaCl中混有少量Na2CO3
D．碳粉中混有少量氧化銅
7．老師請小剛幫助他將失去標簽的鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉三瓶溶液鑒別出來，并重新貼好標簽。為了鑒別這三種溶液，小剛取三種溶液各少許加人試管中，分別編號為A、B、C，按如圖所示步驟進行實驗，同時觀察到以下現象：
由此小剛能推測出三種溶液分別是(寫化學式)：A為 溶液；B為 溶液；C為
溶液。
同步訓練 B組
8．下列各組溶液，不加其他試劑就能鑒別的是( )
A．K2SO4、BaCl2、NaNO3、NaCl
B．HCl、Na2CO3、BaCl2、Na2SO4
C．KOH、Na2SO4、CuSO4、NaCl
D．KCl、AgNO3、KNO3、NaCl
9．實驗室有兩瓶標簽脫落的溶液：只知道是鹽酸溶液和硫酸溶液。請選擇下列試劑，用兩種方法并且每次只用一種試劑把它們鑒別出來，并填寫下表：
①氧化鐵；②氫氧化鈉溶液；③碳酸鈉溶液；④氫氧化鋇溶液；⑤氯化鋇溶液
選擇的試劑編號
有明顯反應現象的化學方程式
方法一
方法二
10．A、B、C、D、E五瓶無色透明溶液，分別是HCl溶液、Na2CO3溶液、MgCl2溶液、NaNO3溶液、NaOH溶液中的一種，分別進行下列實驗：
Ⅰ．將A分別滴入B、C、D、E中，均沒有明顯現象。
Ⅱ．將B分別滴入A、C、D、E中，C、E中均產生白色沉淀，其余沒有明顯現象。
Ⅲ．將C分別滴人A、B、D、E中，8中產生白色沉淀，D中有氣泡冒出，其余沒有明顯現象。
請回答問題：
(1)A是 ，B是 ，C是 。
(2)B加入E中的化學方程式是 。
(3)C加入D中的化學方程式是 。

分組實驗：物質的鑒別
1．C 2．D 3．D 4． C 5． C 6． B 7．HCl NaOH NaCl 8．B 9．⑤ BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl ④H2SO4+Ba(OH) 2=BaSO4↓+2H2O[解析：選擇試劑時，要利用硫酸和鹽酸的個性特征，不能利用酸的通性。] 10．(1)NANO3溶液MgCl 2溶液Na 2CO3溶液(2)MgCl2 +2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓ (3)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑[解析：從實驗Ⅰ可知A不與其他四種溶液反應，故A為NANO3溶液，根據實驗Ⅲ可知C為Na2CO3溶液，D為HCl溶液，B為MgCl2溶液，則根據實驗Ⅱ可知E為NaOH溶液。]
單元自測題
一、選擇題(每小題2分，共36分)
1．下列各種物質中，按氧化物、酸、堿、鹽的順序排列是 ( )
A．H2SO4、Na2O、MgCl2、Ca(OH)2
B．K2CO3、Ba(OH) 2、Na2O、HNO3
C．CaO、HNO3、NaOH、Na2CO3
D．SO3、H2SO4、CaCO3、KOH
2．為創建“國家環保模范城市”，某市將原來的垃圾桶撤換成分類垃圾收集箱。下圖是國
頒布的“城市生活垃圾分類標志”。廢舊電池應投入的垃圾收集箱是 ( )
3．材料與人類生活密切相關。下列物品是由有機合成材料制成的是 ( )
A．羊毛衫 B．塑料臉盆
C．不銹鋼餐具 D．玻璃杯
4．有一種新型可降解塑料，其主要成分是聚乳酸，可在微生物的作用下自然分解，使用這種塑料制品可以減少 ( )
A．土壤污染 B．大氣污染
C．水污染 D．生物污染 。
5．分類學習是科學重要的學習思想，下列物質分類錯誤的一組是 ( )
A．H2、O2、N2
B．HCl、H2SO4、NaHSO4
C．NaOH、KOH、NH4·H2O
D．NaCl、NaHCO3、NH4C1
6．石油沒有固定的沸點，在煉油廠精餾塔中根據各成分的沸點不同，蒸餾后能得到汽油、煤油、柴油等產品，由此可以判斷石油屬于 ( )
A．單質 B．化合物
C．混合物 D．純凈物
7．銅片在酒精燈上加熱后表面變黑，有同學認為黑色物質是氧化銅(CuO)，也有同學認為黑色物質是酒精不完全燃燒生成的炭黑(C)。在下列試劑中，只要一步反應即可判斷哪種觀點正確的是 ( )
A．蒸餾水 B．稀硫酸
C．氯化鋇溶液 D．氫氧化鈉溶液
8．下列各種材料的開發利用過程中，發生化學變化的是 ( )
A．用耐高溫、耐化學腐蝕的鉀玻璃制成實驗室常用的化學儀器
B．用鎳鈦合金制成可折疊的眼鏡架
C．用石灰石、黏土、石英砂等原料在高溫下制成水泥
D．用合成纖維制成人造血管
9．下列說法不正確的是 ( )
A．鐵有良好的導熱性，常用來制作炊具
B．廢舊電池中汞的回收可減少對環境的污染
C．銅的化學性質不活潑，在潮濕的空氣中不會生銹
D．鋁表面易形成致密的氧化膜，可阻止鋁進一步被氧化
10．取3枚潔凈無銹的鐵釘，分別投入3支試管中，然后向試管中分別加入如圖所示的物質進行實驗。試管中鐵釘的銹蝕速度由快到慢的順序為 ( )
A．①②③ B．②①③
C．②③① D．③①②
11．為適應火車提速，一些鐵路線上原有的短軌需要連接成為長軌。工人常用鋁熱反應原理來焊接鋼軌，發生的反應是2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。有關該反應的說法中，正確的是 ( )
A．該反應屬于化合反應
B．該反應中，鋁作為氧化劑
C．該反應中，Fe2O3發生還原反應
D．該反應過程中，鐵元素的化合價升高
12．下列各組物質，不能發生化學反應的是 ( )
A．鐵和硝酸銅溶液
B．氧化鈣和水
C．氫氧化鋁和稀鹽酸
D．稀鹽酸和硫酸鋇
13．在人體的血液中，如果鉀元素含量偏高，會引起心臟衰竭，甚至死亡；如果鉀元素含量偏低，又會影響肌肉和神經的功能，這時就需要補充鉀元素。一種醫用含鉀化合物的水溶液 能跟硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。該化合物是 ( )
A．KCl B．K2CO3 C．KNO3 D．KOH
14．某氣體可能含有水蒸氣、CO、H 2中的一種或幾種。為了確定其成分，最佳的實驗方案是將氣體依次通過裝置 ( )
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲
C．丙、甲、乙、丙 D．丙、甲、丙、乙
15．“綠色化學”是21世紀科學發展的主導方向，要求從根本上杜絕污染。它包括“原料綠色化”“化學反應綠色化”“產品綠色化”等內容。其中“化學反應綠色化”要求原料物質中的所有原子完全被利用，全部轉入期望的產物中。下列符合“化學反應綠色化”要求的是 ( )
A．制取氫氣：Zn+H 2SO4=ZnSO4+H 2↑
B．制取氧氣：2KMnO4 K 2MnO4+ MnO4 +O 2↑
C．制取碳酸氫銨：CO2+H2O+NH3=NH4HCO3
D．制取氨氣：(NH4) 2SO4+Ca(OH) 2=CaSO4+2NH3↑+2H2O
16．物質X可發生下列所示的兩個反應，則X可能是( )
①X+堿→鹽+H2O；②X+金屬氧化物→鹽+H2O
A．CaO B．CO2
C．NaOH D．H2SO4
17．下列各組物質在水中能大量共存的是 ( )
A．H2SO4、Na2SO4、NaOH
B．Ca(OH) 2、KCl、K2CO3
C．NaCl、Na2CO3、KNO3
D．CuSO4、NaOH、Na2SO4
18．我們學習過以下常見的酸、堿、鹽：NaOH、Ca(OH)2、HCl、H2SO4、Na2CO3，請你整理歸納，這五種物質兩兩相互能發生化學反應的共有 ( )
A．4組 B．5組 C．6組 D．7組
二、填空題(每空2分，共50分)
19．我們的生活與科學密切相關。食鹽、酒精、水、生石灰、食醋是生活中常見的物質。請按要求填空：
(1)鑒別酒精和水，你認為簡便可行的方法是 。
(2)以上物質中，可用于清除水垢的是 ，
可用于食品干燥袋中作干燥劑的是 ，
可用作調味劑和防腐劑的是 。
20．鋼鐵是重要的金屬材料，在生產、生活中有廣泛的用途。建造北京奧運會主體育場“鳥巢”，就使用了大量的鋼鐵。
(1)鋼鐵屬于 (填“純凈物”或“混合物”)。
(2)每年世界上鋼鐵的產量很高，但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失。鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵與空氣中的 和 共同作用的結果。
(3)為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法。這些方法都能防止銹蝕的共同原理是 。
(4)煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦(主要成分是氧化鐵)、空氣等為主要原料來煉鐵，反應過程
如下：
請寫出第③步反應的化學方程式： 。
(5)金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。目前世界上已有50％以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是 (填“合理開采礦物”或“節約金屬資源”)。
21．2009年諾貝爾物理學獎授予英國華裔科學家高錕以及兩位美國科學家。高錕獲獎，是因為他在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”做出了突破性成就：提出用玻璃制造 比頭發絲更細的光纖，取代銅導線作為長距離通訊線路。這一理論引起了世界通信技術的一次革命。
(1)光纖這種材料屬于 。(填字母)
A．金屬材料 B．無機非金屬材料
C．有機合成材料 D．納米材料
(2)光纖的質量要求極嚴。目前使用的光纖是純度極高的超純SiO2，其制造時的反應原理是：SiCl 4(氣)+O2SiO2 (固)+2Cl2 (氣)該反應屬于 (填基本化學反應類型)。
22．李洋同學在實驗室用木炭和氧化銅兩種黑色粉末在高溫條件下反應制取單質銅，反應的化學方程式為：C+2CuO2Cu+CO2↑。他聯想到單質碳的一些化學性質，認為在該實驗中還可能會有CO產生。查閱資料得知，CO氣體能使濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色。
請回答下列問題：
(1)點燃A處酒精燈，數分鐘后發現試管中的黑色固體物質變紅，該紅色物質是 ；
(2)裝置B中發生的實驗現象是 ，
該反應的化學方程式是 。
(3)C裝置中濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色，說明有 氣體生成，證明李洋同學的判
斷是正確的。
23．有碳酸鈉、鹽酸、氯化鈣三種溶液，為了鑒別它們，現將其任意編號為A、B、C，
行如下實驗。根據實驗現象，回答下列問題。(用化學式表示各物質)
(1)若A、B混合，有白色沉淀產生，則C為 。
(2)若A、B混合，有氣體放出，則C為 。
(3)若A、B混合，無任何現象，則C為 。
(4)上述(1)中發生的反應，其基本類型屬于 反應。
24．下圖中A～H和甲、乙、丙分別是初中科學常見的物質。已知甲和G均為黑色固體單質，D是大理石的主要成分，丙常用來配制農藥波爾多液，常溫下C、E、F均為無色氣體(圖中有部分生成物未標出)。
(1)寫出下列物質的化學式： A． ；F． ；乙． 。
(2)寫出下列反應的化學方程式：
B→E的反應： ；
G→H的反應： 。
三、分析計算題(第25題6分，第26題8分，共14分)
25．實驗測得某磁鐵礦石中四氧化三鐵的質量分數為80％(假設雜質不含鐵元素)。利用該磁鐵礦石5000噸，煉鐵廠理論上可以煉出含鐵98％的生鐵的質量是多少?
26．構建知識網絡是一種重要的學習方法。如圖為某同學繪制的鐵的化學性質網絡示意圖。請分析回答下列問題：
(1)反應①中可用 (填化學式)作還原劑。
(2)反應②導致每年有大量的鋼鐵銹蝕，為阻止該反應的發生，人們常采用在鋼鐵表面涂刷油漆或鍍上其他金屬等方法。這兩種方法的共同原理是阻止鋼鐵與 接觸。
(3)早在西漢時期，我國勞動人民就利用鐵與硫酸銅溶液反應制取銅，稱為“濕法煉銅”，即反應③，若用該方法制得銅16千克，理論上需要溶質質量分數為l0％的硫酸銅溶液多少千克?
單元自測題
1．C 2．B 3．B 4．A 5．B 6．C 7．B 8．C 9．C[解析：銅在潮濕的空氣中會與O2、H2O、CO2反應生成銅銹。] 10．B 11．C[解析：Al得氧為還原劑，發生氧化反應，Fe 2O3失氧為氧化劑，發生還原反應。]12．D l3．A l4．D[解析：先檢驗水分證明H 2O是否存在，再檢驗CO2和水，證明H2和CO是否存在。] 15．C l6．D 17．C[解析：H+與OH一反應生成H2O，Ca2+和C一 反應生成CaCO3白色沉淀，Cu2+與OH一反應生成Cu(OH) 2藍色沉淀。] 18．D[解析：與NaOH反應的有2種物質，Ca(OH) 2有3種，HCl有1種，H2SO4有1種，從NaOH開始順次比較。] 19．(1)聞氣味(2)食醋生石灰食鹽 20．(1)混合物(2)水蒸氣氧氣(3)隔絕空氣 (4)3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (5)節約金屬資源 21．(1)B (2)置換反應 22．(1)Cu (2)澄清石灰水變渾濁Ca(OH) 2+ CO2=CaCO 3↓+ H2O (3)CO 23．(1)HCl (2)CaCl 2 (3)Na2CO3 (4)復分解[解析：Na2CO3與HCl反應有CO2氣體放出，與CaCl 2溶液反應會產生白色沉淀，HCl與CaCl2不反應。兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應稱為復分解反應。] 24．(1)Ca(HCO3)2 CO Fe2O3 (或FeO ; Fe3O4，合理均可) (2)2H2O2H2↑+O2↑ Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 [解析：大理石的主要成分是CaCO3，Ca(HCO3) 2加熱分解成H2O、CO2和CaCO3。] 25．295.7噸 26．(1)CO(或H 2、C等) (2)氧氣和水 (3)400千克

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