Question

金屬材料、無機非金屬材料、有機合成材料是人類使用的三大類基礎材料，它們在生產、生活中有著廣泛的應用．
（1）金屬材料：
①在下列應用中使用金屬材料的有______（填字母）．

②人類每年都從自然界中提取數以億噸的金屬．工業上用一氧化碳和赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）冶煉鐵的化學方程式為______；我國還是世界上最早采用濕法冶金煉銅的國家，寫出鐵與硫酸銅溶液反應制取銅的化學方程式______．鋁的化學性質比鐵和銅都要活潑，但其抗銹蝕性比鐵和銅都要強，原因是______．
（2）無機非金屬材料：
硅（Si）是太陽能電池和電腦芯片不可缺少的無機非金屬材料．工業上利用石英沙（主要成分為二氧化硅）生產高純硅的流程示意圖如下：

①整個制備過程必須達到無水無氧，若在H₂還原SiHCl₃過程中混入O₂，可能引起的后果是______（填一種可能）．
②為了達到綠色化學和資源綜合利用的目的，上述生產流程中可以循環使用的物質有______．
③生產高純硅前需要對普通石英砂（含有少量的CaCO₃和Fe₂O₃）進行提純，其中酸洗（用鹽酸）和水洗是兩個重要的步驟．請寫出酸洗步驟中的一個化學反應方程式：______；判斷水洗是否洗凈的方法是取少量最后的洗滌液于試管中，向其中滴加少量AgNO₃溶液，若無______現象，則表明殘留物已洗凈；否則，表明殘留物未洗凈．
（3）有機合成材料：
2011年9月27日第十一屆中國塑料交易會在臺州市國際會展中心落下帷幕．其中超高分子量聚乙烯制成的防彈背心、防刺手套、聚丙烯制成的奧迪A6保險杠等都是本次塑料交易會重要產品之一．你認為下列制品的主要成分不屬于有機合成材料的是______（填字母序號）
A．聚乙烯制成的防彈背心、防刺手套　 B．化學實驗室常用的膠皮導管　C．純棉內衣　　D．錦綸制成的尼龍襪子　 E． 聚丙烯制成的奧迪A6保險杠　F．真絲圍巾．

Answer 1

解：（1）金屬材料：①在下列應用中使用金屬材料的有：金、銀、銅牌；“鳥巢”；②赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，一氧化碳能與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，故填：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；鐵與硫酸銅溶液反應制取銅的化學方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；鋁的化學性質比較活潑，在常溫下能和氧氣反應，從而在鋁的表面形成一層致密、堅硬的氧化物薄膜，從而阻止了鋁和氧氣的進一步反應．故填：鋁與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化物薄膜，使其不易生銹；
（2）①整個制備過程必須達到無水無氧，若在H₂還原SiHCl₃過程中混入O₂，因為氫氣不純，可能爆炸；故可能引起的后果是硅被氧化得不到高純硅，且發生爆炸．
②由圖知：為了達到綠色化學和資源綜合利用的目的，上述生產流程中可以循環使用的物質有其化學式是HCl；
③碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水；向水洗后的溶液中滴加硝酸銀，如果出現白色沉淀說明溶液中含有氯離子，表明殘留物未洗凈，如果不出現沉淀說明溶液中不含氯離子，表明殘留物洗凈．故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）；白色沉淀；
（3）人們通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維、合成橡膠．主要成分屬于有機合成材料：A．聚乙烯制成的防彈背心、防刺手套 B．化學實驗室常用的膠皮導管 D．錦綸制成的尼龍襪子 E． 聚丙烯制成的奧迪A6保險杠；主要成分不屬于有機合成材料為：C．純棉內衣 F．真絲圍巾．故選C、F．
故答案為：（1）①A、B．②Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂； Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
鋁與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化物薄膜，使其不易生銹．
（2）①氫氣不純，可能爆炸．②稀鹽酸．③CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O 白色沉淀；
（3）C、F
分析：（1）①了解金屬材料及其性質；②正確書寫一氧化碳與氧化鐵、鐵與硫酸銅溶液的反應；掌握鋁的性質；
（2）①考慮氫氣與氧氣可能爆炸，則整個制備過程必須達到無水無氧；
②由生產高純硅的流程示意圖可知，鹽酸既是反應物，又是生成物．
③碳酸鈣、氧化鐵都可與鹽酸發生復分解反應；溶液中的氯離子能與硝酸銀產生氯化銀白色沉淀，滴加硝酸銀檢驗高純水中是否含氯離子可判斷洗凈情況；
（3）塑料、合成纖維、合成橡膠就是我們通常所說的三大合成材料．
點評：對知識進行遷移解決情形相似的新問題是本題的特點，體現出知識運用與問題分析的能力．