高中化學(xué)選修1之知識(shí)講解-《探索生活材料》全章復(fù)習(xí)與鞏固

《探索生活材料》全章復(fù)習(xí)與鞏固

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異，知道生活中常見合金的組成；

2、描述金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防護(hù)的常用方法，認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義；

3、知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化學(xué)成分、生產(chǎn)原料及其用途；

4、舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能，評(píng)價(jià)高分子材料的使用對(duì)人類生活質(zhì)量和環(huán)

境質(zhì)量的影響。

【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】

鐵合金］

常見合金的組成及其應(yīng)用＜f鋁合金卜具有優(yōu)良的機(jī)械、物理、化學(xué)性能

〔銅合金J

險(xiǎn)化學(xué)腐蝕

屬析氫（負(fù)極Fe==Fe2++2e-

材腐蝕1電化學(xué)腐修正極2H++2e--曰｝

料

I金屬的腐蝕和吸氧（負(fù)極2Fe=2Fe2++4e-

正極O2+4e~+2H2O===40H-

物理方法

防護(hù)（化學(xué)方法

（主要原料:石灰石、黏土、石膏

硅酸三鈣（3CaO?SQ）

r水泥＜主要成分“硅酸二鈣（2CaO-Sift）

【鋁酸三鈣（3CaO-AbOs）

【主要性能:水硬性、吸水性

探（主要原料:純堿、石灰石、石英

索主要成分:NazSiCh、CaSia和SiQ

等

無(wú)'高溫

機(jī).1Na2cOs+Si02—NaSiC>3+CQf

材2

普通玻璃＜主要反應(yīng)<高溫

非

料ICaCa+SiOzi

金CaSiO3+CO2f

屬主要性能:沒有固定的熔點(diǎn)，在某個(gè)溫度范圍內(nèi)逐漸軟化,在軟化

材狀態(tài)時(shí)，可以吹制成任何形狀的制品

料［陶旁（主要原料:黏土

陶馀1主要性能:抗氧化性、耐腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型

熱固性塑料（體型結(jié)構(gòu)）

分類

熱塑性塑料（線型結(jié)構(gòu)）

塑料《主要成分:合成樹脂

主要特點(diǎn):密度小、強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等

〔形成過(guò)程:聚合反應(yīng)，如nCH2=CHZ傕5》七照一CH?玉

［天然纖維:棉花、羊毛、麻等

纖維《人造纖維:人造棉

合成纖維「六大綸”（滌綸、錦綸、睛綸、維綸、丙綸、氯綸）

天然橡膠:主要成分為聚異戊二烯，-ECH2—CH=C—CH2i

橡膠?

CH3

合成橡膠

基體材料

組成

復(fù)合材料＜增強(qiáng)劑

〔實(shí)例:玻璃鋼

【要點(diǎn)梳理】

要點(diǎn)一、常見合金的組成與應(yīng)用

1、合金的組成

將兩種或多種金屬（或金屬與非金屬）熔合而成。

2、合金的特點(diǎn)

熔點(diǎn)：比組成成分的熔點(diǎn)都要低。

硬度：比組成成分的硬度大。

3、生活中常見的合金

生活中常見的合金

合金種類主要組成元素常用生活器件

碳鋼鐵、碳刀具

黃銅銅、鋅門鎖及家庭裝修材料等

青銅銅、錫青銅器

白銅銅、銀餐具

堅(jiān)鋁鋁、銅、鎂、鎰門窗框架

鎂鋁合金鎂、鋁計(jì)算機(jī)和照相機(jī)外殼

武德合金鉛、錫、鈿、鎘保險(xiǎn)絲

焊錫鉛、錫焊接時(shí)使用的材料

要點(diǎn)二、金屬的腐蝕規(guī)律與防護(hù)方法

1、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的判斷方法

(1)首先看金屬種類：如金屬是純金屬，也不與其他金屬接觸，則發(fā)生的腐蝕可能為化學(xué)腐蝕；若金屬不

純或與其他金屬接觸，則發(fā)生的腐蝕為電化學(xué)腐蝕。

(2)其次看接觸的物質(zhì)：如接觸的物質(zhì)是干燥的物質(zhì)、非電解質(zhì)、氣體單質(zhì)等，金屬發(fā)生的腐蝕為化學(xué)腐

蝕；如接觸的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液，則發(fā)生的腐蝕可能為電化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較

電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕

條件不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)，金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原

比較活潑的金屬失去電子被氧化的腐蝕反應(yīng)而引起的腐蝕

電子得失活潑金屬將電子間接轉(zhuǎn)移給有氧化性的物質(zhì)金屬直接將電子轉(zhuǎn)移給有氧化性的物質(zhì)

電流有微弱電流產(chǎn)生無(wú)電流產(chǎn)生

腐蝕對(duì)象較活潑的金屬金屬單質(zhì)

2、金屬腐蝕的規(guī)律

要點(diǎn)詮釋：

(1)在同一電解質(zhì)溶液中，原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕,有防護(hù)措施的腐蝕。

(2)在不同溶液中：一般情況下，金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕＞金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕；金屬在強(qiáng)電解質(zhì)

溶液中的腐蝕〉金屬在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕。

(3)有保護(hù)措施的條件下：無(wú)防護(hù)條件下的腐蝕〉有一般防護(hù)條件下的腐蝕。

(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。

(5)由于金屬表面一般不會(huì)遇到酸性較強(qiáng)的溶液，故吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式，只有在金屬活動(dòng)性順序中

排在氫以前的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬在腐蝕時(shí)只能發(fā)生吸氧腐蝕。

3、金屬腐蝕的防護(hù)方法

金屬的防護(hù)方法

金屬防護(hù)的方法實(shí)例

改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在鋼鐵中加入保、鎘制成不銹鋼

在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面涂油漆；在金屬鐵上鍍一層鋅或鎘

電化學(xué)保護(hù)在輪船船身上裝一定數(shù)量的鋅塊；地下鋼管連接鎂塊防止腐蝕

要點(diǎn)三、無(wú)機(jī)非金屬材料

1、傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料

傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)原料、生產(chǎn)過(guò)程、主要成分及性能

硅酸鹽T.業(yè)玻璃陶在普通水泥

主要原料石灰石、純堿、石英黏土石灰石、黏土、

行音

—一

生產(chǎn)涉及的主Na2C03+Si0,=Na2Si03+C02t

要化學(xué)反財(cái)力CaCO3+SiO^CaSiO3+CO2"f

杜式

—

主要成份Na2SiO3.CaSi()3和SiO2璉酸二彷、

徒酸一.飪、

餡酸二鈣

性能玻璃態(tài)物質(zhì)無(wú)固定精密儀抗氧化、有硬性,與水

益沸點(diǎn)，在一定溫度范闈抗酸堿腐蝕、摻和攪井后

內(nèi)軟化耐高溫、凝固變硬,

絕睇性強(qiáng)在水中也能

硬化

生產(chǎn)設(shè)備玻璃熔爐陶在窯回轉(zhuǎn)窯

共同找點(diǎn)高溫卜發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，冷卻后成份為攵雜的

硅放鹽

2、新型無(wú)機(jī)非金屬材料

「氧化鋁陶瓷

「高溫結(jié)構(gòu)陶瓷-氮化硅陶濱

新型無(wú)機(jī)非金屬材料_L碳化硅陶瓷

_光導(dǎo)纖維

要點(diǎn)四、有機(jī)高分子材料

1、塑料

聚合反應(yīng)：加聚反應(yīng)（如制聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯）；

縮聚反應(yīng)（如制酚醛樹脂）。

要點(diǎn)詮釋：

（1）聚氯乙烯薄膜不能用來(lái)包裝食品，應(yīng)該用聚乙烯。

（2）不粘鍋內(nèi)壁涂敷的是聚四氟乙烯。

2、纖維

（1）天然纖維：植物纖維（如棉花，成分為纖維素，屬于糖類）；

動(dòng)物纖維（如羊毛、蠶絲，成分為蛋白質(zhì)）。

（2）化學(xué)纖維：人造纖維（對(duì)天然纖維的加工，如粘膠纖維）；

合成纖維（完全由人制造，如尼龍），尼龍又稱錦綸，是人類第一次采用非纖維材料，通過(guò)

化學(xué)合成方法得到的化學(xué)纖維。

3、橡膠

（1）天然橡膠：以天然乳膠（主要從橡膠樹取得）為原料，成分為聚異戊二烯，是線形分子。

硫化橡膠：當(dāng)中含有二硫鍵，使線形分子轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型網(wǎng)狀分子，有彈性且不易變形。

（2）合成橡膠：如丁苯橡膠等。

4、復(fù)合材料

定義：由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合而成的復(fù)合材料，通常具有比原材料更優(yōu)越的性能。如鋼筋混

凝土、石棉瓦、玻璃鋼等。

組成：基體材料、增強(qiáng)材料，如碳纖維增強(qiáng)材料。

【典型例題】

類型一：合金

例1、現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（每一步試劑均過(guò)量），

由此可以推知硬鋁的組成為（）。

（氣體

樣品一^整里溶液「氣體

L不溶物.NaOIl溶液I溶液

I不溶物

A.Al、Cu、Mg、Si、MnB.Al、Mg、Si、Zn

C.Al、Fe、C、CuD.Al、Si、Zn、Na

【思路點(diǎn)撥】本題根據(jù)金屬的性質(zhì)判斷合金的成分，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷出一定含有哪些物質(zhì)，采用排除法進(jìn)行

選擇。

【答案】A

【解析】由不溶于酸但溶于堿并放出氣體的條件，可確定有硅，再根據(jù)不溶于酸也不溶于堿的物質(zhì)存在，可

確定有銅，只有A項(xiàng)符合題意。

【總結(jié)升華】鋁合金比純鋁具有更好的物理力學(xué)性能：易加工、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富等。

舉一反三：

【變式1］（2016上海虹口區(qū)期末考）用鎂鋁合金制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等物品輕巧、美觀、耐用。

與上述這些特點(diǎn)無(wú)關(guān)的鎂鋁合金的性質(zhì)是（）。

A.不易生銹B.導(dǎo)電性好C.密度小D.強(qiáng)度高

【答案】B

【解析】由題意可知：新型建筑裝潢材料的選取與合金是否堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工有關(guān)，而與

合金的導(dǎo)電性無(wú)關(guān)，故選B。

【變式2】2011年9月29日，我國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

中鋁西南鋁作為中國(guó)航空航天鋁材研發(fā)保障基地，在此次“天宮一號(hào)”工程中承擔(dān)了多個(gè)品種、規(guī)格的高品質(zhì)鋁

合金關(guān)鍵材料和構(gòu)件研發(fā)試制任務(wù)。下面關(guān)于鋁合金的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）。

A.鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)低

B.高溫液鋁易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉

C.鎂鋁合金在冷的濃硫酸中發(fā)生鈍化

D.鎂鋁合金耐腐蝕，但能被NaOH溶液腐蝕

【答案】C

【解析】合金的熔點(diǎn)比成分金屬的低，硬度比成分金屬的高，A項(xiàng)正確；鋁在空氣中極易被氧化，B項(xiàng)正確;

鎂在冷的濃硫酸中能發(fā)生反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂鋁合金中的金屬鋁能與燒堿溶液反應(yīng)而被腐蝕，D項(xiàng)正確。

類型二：金屬的腐蝕與防護(hù)

例2、下圖所示各試管中的鐵釘最易銹蝕的是（）。

通有少量鋁有少量銅

包鐵釘圜&4的鐵釘包4的4鐵釘U(kuò)

自來(lái)水自來(lái)水自來(lái)水蒸餡水

ABCD

【思路點(diǎn)撥】本題考查金屬腐蝕的規(guī)律，需仔細(xì)分析各個(gè)選項(xiàng)的條件，涉及到影響金屬腐蝕的因素。

【答案】C

【解析】含有少量銅的鐵釘放在自來(lái)水中,會(huì)與水中溶解的少量電解質(zhì)構(gòu)成原電池，且鐵作為負(fù)極，腐蝕得

最快。

【總結(jié)升華】了解金屬腐蝕的條件和影響因素，才能在實(shí)際生活中更有效地采取防護(hù)措施。

舉一反三：

【變式1】鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2。下列說(shuō)法中正確

的是（)o

A.負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+

B.正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+O2+2e-=4OJT

C.原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置

D.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易被腐蝕

【答案】A

【解析】由原電池反應(yīng)式知負(fù)極為Fe—2l=Fe2+,正極為2H20+02+41=4011一,所以A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤;

原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原電池原理，鋼柱在空氣與水交界處更容易發(fā)生電化學(xué)腐

蝕，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【變式2]Mg—Ag、Al-Cu.Zn—Cu、Fe-Ag四組用Cu導(dǎo)線連接的形狀相同、距離相等的金屬片，分

別放入下圖所示裝置中，且金屬片放入溶液中的深度相同，忽略溶液中c（Ag+）的變化，則下列金屬中腐蝕最

快的是（)o

A.MgB.AlC.

【答案】A

【解析】其他條件相同時(shí)，兩種金屬的活潑性相差越大，活潑金屬被腐蝕得越快。

MgAlZnFeCuAg

由于Mg、Ag活潑性相差最大，所以Mg被腐蝕得最快。

【變式3】下圖中，相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是（)?

鐵球

銅鍍層鐵鉀釘

酸

銅板

一食鹽水

塑料板

塑料盆

CD

【答案】c

【解析】C項(xiàng)中Fe未與食鹽水接觸，不能形成原電池。其他均發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

類型三：無(wú)機(jī)非金屬材料

例3、（2015?？谀M）材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是（)o

材料主要化學(xué)成分

大理石、石灰石

ACaCO3

剛玉、金剛石

BAl2o3

C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽

D沙子、石英SiO2

【思路點(diǎn)撥】本題考查材料與化學(xué)成分的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

【答案】B

【解析】B項(xiàng)中剛玉的主要化學(xué)成分是三氧化二鋁，而金剛石的主要化學(xué)成分是碳，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。

【總結(jié)升華】常見的題型中除了考查材料與主要化學(xué)成分的對(duì)應(yīng)關(guān)系外，還有考查俗稱與化學(xué)名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)

系。同學(xué)們?cè)谧鲈擃愋皖}時(shí)要采取靈活的做題方法，能找出肯定對(duì)的說(shuō)法或肯定錯(cuò)的說(shuō)法，這樣能幫助做題。

舉一反三:

【變式1】下列表述中正確的是（）o

①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅②采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)

溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽③水泥是硅酸鹽材料④夏天，游客佩戴由添加氧化亞銅的玻璃制作的變

色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛⑤太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能

A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤

【答案】D

【解析】人造剛玉的主要成分為AI2O3,①錯(cuò)；瑪瑙的主要成分是空。2,②錯(cuò)；水泥的主要成分是硅酸鹽，

③正確；④變色眼鏡片是在普通硼酸鹽玻璃中加入光敏物質(zhì)AgBr等，并加入極少量光敏化劑如CuO等制成，

故④錯(cuò)。

【變式2】下列有關(guān)一些工業(yè)生產(chǎn)原料的敘述中，正確的是（）。

A.制備光導(dǎo)纖維的重要原料是玻璃

B.變色玻璃是在普通玻璃中加入適量的澳化銀和氧化銅的微小晶粒

C.氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可由硅和氮?dú)庠诔胤磻?yīng)制得

D.水泥工業(yè)中最重要的設(shè)備是高爐

【答案】B

【解析】制光導(dǎo)纖維的原料是SiCb，A項(xiàng)錯(cuò)誤。Si3g并不是Si與N2在常溫下直接化合得到的，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

制造水泥的設(shè)備是水泥回轉(zhuǎn)窯，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

類型四：有機(jī)高分子材料

例4、聚氯乙烯簡(jiǎn)稱PVC,是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的熱塑性塑料之一。

（1）工業(yè)上用乙烯和氯氣為原料經(jīng)下列各步反應(yīng)合成PVC：

一定條件_一定條件

乙烯甲

①中乙?PVC

氯乙烯是PVC的單體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

反應(yīng)①的反應(yīng)類型是O反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

（2）有關(guān)PVC的下列說(shuō)法正確的是（）。

A.PVC的單體是CH3cH2cl

B.PVC是高分子化合物

C.PVC能夠使澳的四氯化碳溶液褪色

D.PVC易降解

（3）化學(xué)工作者和廣大消費(fèi)者十分關(guān)注PVC保鮮膜的安全問(wèn)題。PVC保鮮膜的安全隱患主要來(lái)自于塑料

中殘留的PVC單體以及不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的增塑劑DEHA。下列選項(xiàng)中的事實(shí)均能支持“PVC保鮮膜對(duì)人體健康

帶來(lái)危害”假設(shè)的是（）。

A.PVC塑料屬于有機(jī)物

B.使用的有機(jī)助劑有毒

C.含氯的化合物不一定有毒

D.在高溫下會(huì)分解出有毒物質(zhì)

【思路點(diǎn)撥】首先確定聚合物及其單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，然后分析反應(yīng)類型及聚合物性質(zhì)。

CH,=CH

I彳崔北劑

?C1CH-CHC1

【答案】（1）CI加成反應(yīng)CH2=CH2+CI2—22(2)B(3)BD

-f-CHs-CH尸fH

【解析】聚氯乙烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C1，單體為C1?乙烯先加成C12,再消去1分子HC1,通過(guò)

加聚即可得PVCo氯乙烯含碳碳雙鍵，但聚氯乙烯不含，不能夠使澳的四氯化碳溶液褪色。含氯的有機(jī)物可能

有毒。