2021年高中化学 第三单元 化学与材料的发展单元综合检测 新人教版选修2

2021年高中化学第三单元化学与材料的发展单元综合检测新人教版选
修2
一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分。

每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于炼铁和炼钢的说法中，错误的是 ( )。

A．炼铁是铁矿石被还原剂还原的过程
B．炼钢是生铁被氧化剂氧化的过程
C．炼铁高炉中加入石灰石的目的是除去脉石
D．炼钢转炉中加入的生石灰是作造渣剂
答案B
2．下列有关材料的说法不正确的是( )。

A．金属材料是指金属及合金，合金性能优于纯金属
B．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
C．复合材料是由基体和增强体两部分组成的
D．C60也是一种材料
解析传统无机非金属材料是硅酸盐材料，而新型无机非金属材料突破了传
统的硅酸盐范围，而是指具有特殊性能的无机材料。

答案 B
3．下列说法错误的是 ( )。

A．玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料
B．飞机机身大多是以金属为增强体、纤维为基体
C．制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体
D．航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的
解析飞机机身材料大多是以金属为基体，以纤维为增强体的复合材料。

答案 B
答案 B
4．下图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为
( )。

A．⑤②①③④ B．④③①②⑤
C．⑤④②①③ D．③②④①⑤
解析判断金属腐蚀快慢，首先判断该金属是充当原电池还是电解池的电极，若是电解池的阳极，金属腐蚀速率最快，其次是充当原电池的负极腐蚀较快，而作为电解池的阴极和原电池的正极不被腐蚀。

其中第⑤，Fe作为电解池的阳极，腐蚀最快，②③④均为原电池，第③中，Fe为正极，不被腐蚀，②④中Fe均为负极被腐蚀，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn大，④中铁腐蚀较快，其腐蚀速率由快到慢的顺序为
⑤④②①③。

答案 C
5．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、石灰石和石英砂
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的主要成分中有硅酸钠、硅酸钙
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反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起
解析玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，属于玻璃态物质，
是混合物。

根据所学知识不难判断A、C正确；混合物没有固定的熔、沸点，
故B错误。

玻璃中的SiO2与烧碱反应生成易溶于水的硅酸钠，硅酸钠是无机
黏合剂，将玻璃塞与试剂瓶黏在一起。

答案 B
6．下列关于新型有机高分子材料的说法中，不正确的是( )。

A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，其综合性能超过了单一材料
C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度解析A、B、C三项的叙述都是正确的；有的新型高分子材料具有优异的生物兼容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。

答案 D
7．婴儿用的一次性尿片中有一层能吸水保水的物质，下列高分子中有可能被采用的是( )。

解析此题考查了学生利用所学知识解释实际问题的能力。

选项A、C是乙
烯卤代物的高聚物，不溶于水；选项D是一种聚酯，也不溶于水，故都不会
吸水；B是高聚物，但在分子中存在—OH，具有多元醇(如丙三醇)的性质，
能吸水。

答案 B
8．丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是 ( )。

①CH2===CH—CH＝CH2②CH3—C≡C—CH3
③CH2===CH—CN ④
⑤CH3—CH===CH2⑥CH3—CH===CH—CH3
A．③⑥B．②③C．①③D．④⑤
解析该高聚物的主链上全是碳，可判断该高聚物为加聚产物。

依据“无双
键，两碳一切；有双键，四碳一切”的切割法规律，由链节
中虚线处切割成—CH2—CH===CH—CH2—和两部分。

在—CH2—CH===CH—CH2—中，双键应是二烯烃加聚时生成的，所以复原时应断裂成单键，然后将四个半键闭合，即将单双键互换得到CH2===CH—CH===CH2，把的两个半键闭合得到，故为①③。

答案 C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
9．(12分)钢化玻璃是一类性能良好的玻璃，它可以克服玻璃质脆易碎的缺点。

离子交换法是玻璃进行钢化的一种重要方法。

将普通的钠钙玻璃在碳酸钾的强化盐(475 ℃)中浸泡
3.5小时后即可制得。

下图是离子交换法的示意图。

(1)普通玻璃是由石英砂、__________和__________高温熔融而成。

(2)普通玻璃表面产生裂纹后非常容易破碎，清除表面裂纹的物质之一是氢氟酸，写出
氢氟酸与玻璃反应的化学方程式________________。

(3)玻璃进行钢化过程中，离子交换是__________(填“物理变化”或“化学变化”)。

(4)在玻璃进行钢化处理时，能否用碳酸氢钾代替碳酸钾，__________(填“能”或“不
能”)，原因是______________________________。

解析(1)普通玻璃是用石英砂、纯碱和石灰石高温熔融而成的。

(2)HF与玻
璃中的SiO2反应：4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。

(3)由图知，这种离子交换
中将Na2SiO3转变为K2SiO3，故为化学变化。

(4)不能用碳酸氢钾代替碳酸钾，
因为在475 ℃时碳酸氢钾会分解得到二氧化碳气体，影响玻璃的质量。

答案(1)纯碱石灰石
(2)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
(3)化学变化
(4)不能碳酸氢钾在475 ℃时会分解得到二氧化碳气体，影响玻璃的质量
10．(14分)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。

研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3，且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O，工艺流程如图所示。

已知常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

(1)SiCl4水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。

已知：SiCl4(s)＋H2(g)===SiHCl3(s)＋HCl(g) ΔH1＝＋47 kJ·mol－1
Si(s)＋3HCl(g)===SiHCl3(s)＋H2(g) ΔH2＝－189 kJ·mol－1
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为__________________________________。

(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是_________________________。

(3)加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣A的主要成分是________，控制温度70 ℃
的目的是____________________________________________。

(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。

实验
室中蒸发浓缩，用到的含硅酸盐的仪器有__________种。

(5)为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是____________。

解析根据题中信息SiCl4与水反应时，强烈水解并放出大量的热，控制温度
较低，可以降低反应速率，减少HCl的挥发。

将题给的两个热化学方程式相
减，便得到制硅的热化学方程式。

(2)过滤后溶液为盐酸，与碳酸钡发生反应，
碳酸钡难溶，写离子方程式时，应保留化学式。

(3)根据题中的信息，常温下
Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4，因此调节pH＝7时滤渣的主要
成分是Fe(OH)3，pH＝12.5时滤渣的主要成分是Mg(OH)2，同时控制温度较
高时，Ca(OH)2溶解度减小，有Ca(OH)2生成。

(4)蒸发浓缩时，需要用到酒
精灯、蒸发皿、玻璃棒。

(5)过滤④的滤液中含有大量的氯化钡，可以循环利
用。

答案(1)防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率，防止反应过于剧烈SiCl4(s)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋236 kJ·mol－1
(2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
(3)Mg(OH)2、Ca(OH)2确保钙离子完全除去[或温度越高，Ca(OH)2溶解度越小]
(4)3 (5)BaCl2
11．(12分)Ⅰ.工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程如下：
请回答下列问题：
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有_____________________
___________________________________________________。

(2)写出由溶液B生成Al(OH)3的离子方程式：__________________________
___________________________________________________________________________ _________________________。

(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为：_______________
___________________________________________________________________________ _________________________________________。

(4)生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________(填
化学式)。

用此法制取铝的副产品是________(填化学式)。

Ⅱ.我国高炉生产各方面取得了显著进步，但在资源和能源利用率、高炉大型化、提高产业集中度以及环保等方面还跟国际存在很大差距，有待进一步提高，努力向钢铁强国迈进。

请回答下列问题：
(1)高炉炼铁的原料有铁矿、焦炭和石灰石，其中起熔剂作用的是________，目的是除
去铁矿石中的脉石，其产物密度比铁________，所以在铁水的________(填“上部”或“下部”)形成炉渣而与铁水分离。

(2)焦炭在高炉炼铁中起着举足轻重的作用，下列不属于焦炭作用的是________。

A．作为燃料，为炼铁中的化学反应提供能量
B．作为还原剂与二氧化碳反应产生还原氧化铁的一氧化碳
C．对高炉中的物料起到支撑和疏散的作用
D ．作为溶剂，除去铁矿石中的杂质
(3)高炉炼铁的污染非常严重，目前我国部分大城市中的钢铁厂借着搬迁的机会也在进行着工艺改进。

高炉炼铁导致的环境污染有________。

A ．臭氧空洞
B ．酸雨
C ．一氧化碳毒害
D ．沙尘暴
(4)写出高炉炼铁中与碳元素有关的氧化还原反应化学方程式：__________________________________________________________。

(5)从“三废”利用、环境保护等角度考虑，钢铁企业在生产中应采取的一些措施有(举出2种措施即可)____________________________________________ __________________________________________________________。

解析 Ⅰ.(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都是过滤，过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒。

(2)NaAlO 2溶液中通入CO 2生成Al(OH)3沉淀和Na 2CO 3，其离子方程式为2AlO －
2＋CO 2＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－3。

(3)只有电解熔融Al 2O 3的反应属于氧化还原反应。

(4)得到的CaCO 3受热分解得到CaO 、CO 2，可见CaO 、CO 2可循环使用。

操作Ⅰ所得的Fe 2O 3和电解熔融Al 2O 3得到的O 2为副产品。

Ⅱ.(1)高炉炼铁的原料中必须有合适比例的石灰石，其作用是作为杂质的溶剂，目的就
是除去铁矿石中的二氧化硅，使其转化为熔点比较低的硅酸钙，反应为CaCO 3=====高温CaO
＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。

硅酸钙的密度比熔融铁的密度低，所以在高炉中硅酸
钙等炉渣是浮在铁水之上的。

(2)焦炭在高炉炼铁中的作用是提供能量(作为燃料)、作为还原剂、还有对其中的物料起到支撑和疏散的作用。

(3)高炉炼铁产生的尾气中含有大量的CO 、CO 2、粉尘和硫、氮的氧化物，所以高炉炼铁会加剧酸雨的发生，还会导致局部地区中的CO 浓度过大，使周围生物受到毒害。

(4)高炉炼铁中，根据焦炭的作用，可以写出其燃烧反应、与二氧化碳的反应、一氧化碳还原氧化铁的反应。

(5)从“三废”利用、环境保护等角度考虑，钢铁企业在生产中应建立污水处理系统；将石灰石煅烧成生石灰用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO 2，减少对空气的污染；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为生产水泥的原料；用炼铁厂的炉渣作为生产水泥的原料。

答案 Ⅰ.(1)烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)2AlO －2＋CO 2＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－3
(3)2Al 2O 3(熔融)=====冰晶石通电
4Al ＋3O 2↑ (4)CaO 和CO 2 Fe 2O 3和O 2
Ⅱ.(1)石灰石 小 上部 (2)D (3)BC
(4)C ＋O 2=====高温CO 2；CO 2＋C=====高温2CO ；Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2
(5)用炼铁厂的炉渣(或CaSiO 3)作为水泥厂的原料；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO 2，减少对空气的污染；建立污水处理系统(任选两条，其他合理答案也可以)
12．(14分)Ⅰ.有机黏合剂是生产和生活中的一类重要的材料。

黏合过程一般是液态的小分
子黏合剂经化学反应转化为高分子而固化。

(1)“502胶”是一种快干胶，其主要成分为α­氰基丙烯酸乙酯
[CH 2===C(CN)COOCH 2CH 3]。

在空气中微量水催化下发生加聚反应，迅速固化而将物体粘牢。

请写出“502胶”发生黏合作用的化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)厌氧胶也是一种黏合剂，在空
气中稳定存在，但在隔绝空气（缺氧）时，分子中双键断开发生聚合而固化。

工业上用丙烯酸和某种物质A 在一定条件下反应可制得这种黏合剂。

则A 的结构简式为：_____________。

（3）白乳胶是常用的黏合剂，其主要成分是醋酸乙烯酯（CH 3COOHC=CH 2），它有很多同分异构体。

试写出属于酯类的任意两种同分异构体_____________、_____________。

Ⅱ.聚甲基丙烯酸甲酯也是一种重要的医用高分子材料，用于人造骨、关节等。

已知烯烃可被KMnO 4酸性溶液氧化成二元醇，如：
现以甲基丙烯为原料合成有机玻璃树脂，流程如下。

请在下列方框中填入合适的有机物结构简式。

Ⅲ.已知苯酚和甲醛在催化剂作用下可发生缩聚反应，生成酚醛树脂
()。

(1)写出该反应的化学方程式：____________。

(2)酚醛树脂一般为体型结构，试推测其基本性质：①溶解性：________；②热塑性和热固性：____________；③强度：__________；④电绝缘性：________。

(3)某种合成酚醛树脂的结构简式为，则合成它的单体是__________、________。

解析Ⅰ.(1)条件明确指出为“加聚反应”，因此化学方程式为：
n CH2===C(CN)—COOCH2CH3―→
(2)据厌氧胶的结构简式可看出它是由
CH2===CH—COOH与发生酯化反应生成的。

(3)利用分碳法来写该酯的同分异构体，同时要注意碳碳双键的位置。

答案Ⅰ.(1)n CH2===C(CN)COOCH2CH3―→
(2)HOCH2CH2OH
(3)HCOOCH===CHCH3CH2===CHCOOCH3
(2)①不易溶解②具有热固性③比较大④不易导电
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