（九上）第14课 材料的利用与发展（解析版）（导学案1）

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第14课  材料的利用与发展

课程标准	学习目标
了解材料的发展历程 理解新型材料的特点 材料制造与环境保护	了解材料的发展历程 掌握新型材料的特点 材料制造与环境保护

（一）观察材料的发展




（二）思考上述材料的进步

一.材料与人类社会发展：
1.原始人使用石器：石斧、石刀、箭头、刮器，还有兽骨和鱼骨制成骨针

• 古代人开始创造和使用陶器
  

3.四千年前，人类进入青铜器时代（图为青铜器尊和司母戊鼎）



4.炼铁技术的发展，人们制造了犁，黏土烧制砖瓦，瓷器



5.人类社会进入信息时代：随着科学技术的发展，人们有目的的改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。



二.新型材料：
新型材料：指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。
当前，最引人注目的新型材料有：光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料新型高分子材料、超导材料、纳米材料等。

纳米材料：指其基本颗粒在1 ~ 100纳米范围内的材料。如：纳米陶瓷、新型纳米油墨、纳米铅粉等。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同。如纳米陶瓷具有很好的韧性；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。




三.材料制造与环境保护：
1.背景：人们在制造材料的过程中会产生许多污染。为了减少或消除材料制造过程中的污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺，需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径。

2.实际生产制造产品时，需考虑的因素有：

(1)科学性：合理可行    (2)简便性：装置简单易操作。    (3)经济性：廉价，高效；

(4)安全性：安全可靠；
    (5)环保性：少污染，无污染。




3.工业“三废”及处理

(1)工业“三废”是指废水、废渣和废气。

(2)处理方法

①“废气”处理一般是安装回收设备，将有害气体净化或吸收
②“废渣”的处理一般是合理利用，有毒需处理
③“废水”的处理是建立污水处理厂， 将有毒有害物质清除干净之后才可排放
在化学工业中,除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。



一、选择题
1．下列杯子使用的主要材料中，属于有机合成材料的是（    ）
A．塑料水杯        B．玻璃水杯        C．陶瓷水杯        D．不锈钢水杯
2．化学材料的发展对人类的生活和社会的进步有着深远的影响。下列有关化学材料的说法错误的是（　　）
A．羊毛属于合成纤维        B．汽车轮胎中的橡胶属于合成橡胶
C．不锈钢属于金属材料        D．聚乙烯塑料属于有机合成材料
3．24岁的曹原博士发现了让石墨烯实现“高温超导”的方法，令世界瞩目。石墨烯是一种从石墨中剥离出来仅仅由一层碳原子构成的材料，即“魔角石墨烯”。从物质的分类上看，“ 魔角石墨烯”。（　　）
A．单质        B．化合物        C．混合物        D．氧化物
4． “信息”、“材料”和“能源"被称为新科技革命的三大支柱。下列叙述错误的是（    ）
A．因特网上丰富的信息资源，有些是不健康的
B．合金、塑料、橡胶是三种重要的高分子材料
C．制造“神舟七号"宇宙飞船，使用了多种新型材料
D．核能、太阳能、氢能等是具有广阔开发前景的新能源
5．纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。当材料的晶粒（或微粒）的大小处于纳米级时，其性质就会出现奇异的变化。如：各种块状金属显示一定的颜色（多数银白色，少数呈红色），但当其细化到纳米级时，都成了黑色。纳米ZnO能吸收雷达电磁波，可用作“隐形”飞机的涂料。下列说法中，你认为正确的是（    ）
A．用氢气还原氧化铜的实验中，得到的铜粉是纳米铜
B．纳米氧化锌的化学性质类似于纳米氧化铁，不能与稀硫酸反应
C．黑白照相底片上析出的黑色银颗粒处于（或小于）纳米级大小
D．“隐形”飞机就是人的肉眼看不到的无色透明的飞机
6．石头纸是一种新型、环保纸张。它与传统的木浆纸不同，是将碳酸钙粉末加上15%的聚乙烯和5%的胶合剂，经特殊工艺处理后制成。下列说法正确的是（   ）
A．利用稀盐酸可以区别石头纸与木浆纸   
B．石头纸的应用不能减少对树木的砍伐
C．聚乙烯是一种天然有机高分子材料      
D．石头纸极易溶于水并可以回收利用
7．2014年南京青奥会吉祥物“砳砳”。有一种“砳砳”的外用材料是纯羊毛线，内充物为涤纶（PET）。PET材料是（ ）
A．金属材料        B．有机高分子材料        C．非金属材料        D．无机高分子材料
8．“轻轨电车”是近年来又一新兴的交通工具，具有无污染的优点。当轻轨电车开动时，在轻轨电车跟架空电线的接触点上，由于高速摩擦，会产生高温，因此接触点上的材料应该具有耐高温，不易氧化，能导电的性质。你认为该接触点上材料的选用较为合适的是(    )
A．金刚石        B．石墨        C．塑料        D．铁
9．把研究工作视为游戏是2010年诺贝尔物理学奖得主海姆及其团队的特别之处。他们发现的新材料石墨烯有许多奇特的属性：密度小、硬度大、柔软、可回收，有优良的导电性、导热性及抗拉伸能力，它也将会代替现有的硅材料。根据石墨烯的属性，下列不能用石墨烯来制造的是 （    ）
A．新型半导体材料   B．优良的绝缘材料   C．超轻型飞机材料   D．新型防弹衣材料
10．2014年7月起，乒乓球国际比赛启用一种新型塑料球。生产这种乒乓球的塑料属于（  ）
A．无机材料      B．合成材料      C．金属材料        D．天然材料
11．分类法是学习化学的一种重要方法，下列说法正确的是（    ）
A．甲烷和干冰都属于有机物          B．不锈钢和金刚石都属于合金
C．尿素和硝酸钾都属于复合肥料      D．塑料和合成纤维都属于有机合成材料
12．华裔科学家高锟获得了2009年诺贝尔物理学奖，他利用光在光导纤维中的传输特性使光学通信等技术取得了突破性的成就。光导纤维的基本原料是玻璃，则光导纤维属于（   ）
A．无机非金属材料     B．有机合成材料     C．金属材料              D．纳米材料
13．某毛绒玩具的外部材料为纯羊毛，内充物为无毒的合成纤维。下列说法正确的是 (　　)
A．制作毛绒玩具的内充物是引起“白色污染”的主要物质
B．纯羊毛和合成纤维可用燃烧法区别
C．制作毛绒玩具的外部材料属于有机合成材料
D．合成纤维的吸水性和透气性比纯羊毛好
14．2020年杭州亚运会就要召开，作为东道主的我们应提倡“绿色亚运”。为响应这一主题，下列建议，不可取的是(    )
A．购买不含“氟里昂”的绿色环保冰箱       B．提倡使用一次性木筷
C．提倡绿色出行，减少私家车使用        D．生活垃圾分类收集、分类处理
15．“垃圾是放错位置的资源”。乱丢垃圾会造成资源浪费和环境污染，所以我们要将垃圾进行分类处理。废弃的草稿纸应放入下列四个垃圾桶中的（   ）
A．
B．
C．
        D．

16．为创建“国家环保模范城市”，很多城市将原来的垃圾桶换成分类垃圾收集箱。下图是国家颁布的“城市生活垃圾标志”。废旧电池投入的垃圾收集箱上应贴有的标志是（ ）
A．
B．
        C．
        D．

17．前几个月兰溪的“创全国文明城市”活动进行的如火如荼，其中垃圾分类回收利用是检查项目之一，垃圾分类既可以节约资源，又能减少污染，符合可持续发展的要求。例如：破铁锅、坏车架、废弃易拉罐、旧电线和铝材下脚料等可归为一类回收，它们属于（    ）
A．金属材料        B．氧化物        C．单质        D．非金属
18．“信息”“材料”“能源”被称为新科技革命的三大支柱，下列叙述不正确的是（　　）
A．太阳能、氢能将是未来发展的主要能源
B．新型材料将在航空航天领域中得到广泛应用
C．塑料制品的广泛应用“有百利而无一害”
D．用乙醇汽油作为汽车的燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染
19．使农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的
A．铁器        B．火的使用        C．铜器        D．新型材料
20．习近平总书记在二十大报告中指出：“积极稳妥推进碳达峰碳中和。立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。”下列操作符合低碳环保的是（　　）
A．布袋购物，杜绝过度包装        B．焚烧垃圾，净化校园环境
C．围湖造田，发展绿色农业        D．倡导分餐，使用一次性筷子
21．6 月5日为世界环境日，下列措施不利于“坚决打好蓝天保卫战”的是(  )
A．禁止露天焚烧秸秆  B．发展燃煤火力发电  C．使用清洁能源汽车    D．控制建设工地扬尘
22．今年1月，故宫博物院正式启动“故宫零废弃”项目，计划在两年内，将故宫打造成为国际领先的“零废弃博物馆”。“零废弃”是一种“变废为宝”的环保理念。下列选项不符合“零废弃”环保理念的是（　　）
A．从源头尽可能减少垃圾的产生        B．充分实现物尽其用
C．废弃物进行分类投放及回收利用        D．将垃圾就地焚烧处理
二、填空题
23．目前，铁在生活和生产中都有着非常重要的作用。
（1）铁与铬（Cr）、镍（Ni）等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料。以上叙述中不涉及到（选填序号）。
A．合金           B．无机非金属材料       C．合成材料       D．复合材料
（2）某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，胃酸的主要成分是（填化学式）。
24．2021年3月26日，我国首次通过天问一号探测器拍摄到南、北半球火星侧身影像，化学材料在其中起到了重要的作用。
（1）探测器天线骨架涂有一层聚酯纤维网，聚酯纤维属于（填“金属材料”、“合成材料”或“复合材料”）。
（2）天问一号在火星着陆后，将利用三结砷化镓太阳能电池作为其动力，制取砷化镓（GaAs）的化学原理为：<Object: word/embeddings/oleObject1.bin> ，Y的化学式为。
25．（1）垃圾是放错地方的资源，铝制易拉罐作为可回收垃圾，它属于（填“金属”或 “合成”）材料，铝制容器能否盛放稀硫酸？（填“能”或“不能”）
（2）小虎想用空的易拉罐来证明大气压强的存在，下列操作能达到实验目的的是(      )  
A．用手捏空易拉罐，易拉罐变瘪
B．将空易拉罐密封后置于深水中，易拉罐变瘪
C．让空易拉罐从高处下落撞击地面，易拉罐变瘪
D．用注射器抽取密封易拉罐中的空气，易拉罐变瘪
26．垃圾分类回收是保护环境、防止资源浪费的一项重要举措。


（1）图中标示的物质中，属于金属材料的是（写出1种即可）；
（2）为比较铝和铁的金属活动性，某同学设计实验方案；将铝和铁分别放入盐酸中，比较反应的剧烈程度。请判断该方案是否合理并说明理由。
参考答案
1．A
【解析】A、塑料属于有机合成材料，选项正确；
B、 玻璃属于无机非金属材料，选项错误；
C、陶瓷属于无机非金属材料，选项错误；
D、不锈钢属于金属材料，选项错误。
故选A。
2．A
【解析】A、羊毛属于天然纤维，故说法错误；
B、汽车轮胎中的橡胶属于合成橡胶，合成橡胶属于合成材料，故说法正确；
C、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，故说法正确；
D、塑料、合成橡胶以及合成纤维属于有机合成材料，所以聚乙烯是塑料属于有机合成材料，故说法正确；
故选A。
3．A
【解析】只由一种元素组成的纯净物属于单质；由两种或两种以上元素组成的纯净物属于化合物；混合物含有两种或两种以上物质；由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物属于氧化物。根据题意，石墨烯是一种从石墨中剥离出来仅仅由一层碳原子构成的材料，即只含有碳元素，有一种元素组成的纯净物属于单质。故石墨烯属于单质。故选A。
4．B
【解析】A、因特网给我们提供了丰富的信息资料，但是上面也有些内容是不健康的。故A正确。
B、塑料、橡胶是高分子材料，但是合金不是高分子材料。故B错误。
C、由科技资料知：制造“神舟七号“宇宙飞船，使用了多种新型材料。故C正确。
D、由新能源知识知：核能、太阳能、氢能等是具有广阔开发前景的新能源。故D正确。
故选B。
5．C
【解析】A、氢气还原氧化铜反应得到的铜粉为红色，根据题意知当金属细化到纳米级时都会变成黑色，所以不是纳米铜；故A不正确；
B、晶粒到纳米级时，只是其直径变得很小，原子本身没有发生变化，化学性质不变而能与硫酸反应；故B不正确；
C、由题给信息根据材料晶粒金属细化到纳米颗粒时，就成了黑色；故C正确；
D、用作隐形飞机的制造材料能吸收雷达电磁波，雷达测不到，并非肉眼看不见；故D不正确。
故选C。
6．A
【解析】A、石头纸中含有的碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳，而普通纸不可以，故选项正确；
B、石头纸制造不需要植物纤维，能减少对树木的砍伐，故选项错误；
C、聚乙烯是人工合成的有机高分子材料，属于塑料，故选项错误；
D、石头纸中的碳酸钙是不溶于水的物质，故选项错误。
故选A。
7．B
【解析】PET纤维是有机合成材料，属于有机高分子材料，故选B。
8．B
【解析】A、金刚石不导电，不能用作接触点上的材料。错误；
B、石墨具有耐高温，不易氧化，能导电的性质，可以用作接触点上的材料。正确；
C、铝的熔点低，不耐高温，不能用作接触点上的材料。错误；
D、铜在受热时容易被空气中的氧气氧化，不能用作接触点上的材料。错误；
故选B。
9．B
【解析】A. 石墨具有优良的导电性，可以用来制作半导体材料。此选项正确，不符合题意；
B. 石墨具有优良的导电性，不能用来制作绝缘材料。此选项错误，符合题意；
C. 石墨的密度较小，可以用来制作超轻型飞机材料，能够减轻飞机的质量。此选项正确，不符合题意；
D. 石墨具有较高的硬度，可以作为防弹衣材料。此选项正确，不符合题意。
故选B.
10．B
【解析】乒乓球国际比赛启用一种新型塑料球。塑料属于合成材料。故选B。
11．D
【解析】A．甲烷是有机物，干冰是二氧化碳固体，是无机物；故错误；
B．不锈钢是铁的合金，金刚石是碳单质不是合金；故错误；
C．尿素中含有营养元素氮元素是氮肥，硝酸钾中含有营养元素钾元素和氮元素，是复合肥；故错误；
D．塑料和合成纤维都属于有机合成材料，正确。
故选D。
【点睛】解答本题要掌握物质的分类方法、物质的性质、材料的分类等方面的内容，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．
12．A
【解析】玻璃是无机非金属材料，则光导纤维属于无机非金属材料，故选A。
13．B
【解析】A、塑料是引起“白色污染”的主要物质，而这里用的内充物是无毒的合成纤维，故错误。
B、纯羊毛属于天然纤维，含有蛋白质，燃烧时会产生烧焦羽毛的气味，而合成纤维燃烧时冒黑烟，无特殊气味，且灰烬形成硬快，不易碎，故正确。
C、毛绒玩具的外部材料是天然的纯羊毛，不是合成材料，故错误。
D、合成纤维的强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀性，但它的吸水性和透气性差，纯羊毛属于天然纤维，具有较好的吸水性和透气性，故错误。
故选B。
14．B
【解析】A、氟氯代烷是引起温室效应的主要气体之一，购买不含“氟里昂”的绿色环保冰箱，可以保护环境，符合主题；
B、使用一次性木筷会破坏大量的树木，不符合主题；
C、提倡绿色出行，减少私家车使用，节约能源，减少二氧化碳的排放量，符合主题；
D、生活垃圾分类收集、分类处理，可以节约资源，保护环境，故符合主题。
故选B。
15．B
【解析】废弃的草稿纸应放到可回收物垃圾桶中；
故答案为B。
16．B
【解析】废旧电池中的镉元素，则被定为致癌物质；汞中毒，会患中枢神经疾病，死亡率高达40%．电池腐烂后，其中的汞、铅、镉等重金属溶出会污染地下水和土壤，再渗进鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，威胁人类的健康．所以，废弃电池属于有害的垃圾．
A、回收各种废弃金属及金属制品．
B、回收会造成环境污染或危害人体健康的物质．多指定为废电池、废日光灯管、废体温表等含汞的废物，也有将镉-镍电池及其它含有害物质的废物定为有害垃圾类．
C、回收各种具有可燃性的物质．
D、回收废弃玻璃及玻璃制品．
故选B
17．A
【解析】破铁锅、坏车架、废弃易拉罐、旧电线和铝材下脚料等可归为一类回收，它们都是由合金或纯金属制成，都属于金属材料，故选A。
18．C
【解析】A．太阳能、氢能，清洁无污染，将是未来发展的主要能源，根据A正确不合题意。
B．新型材料将在航空航天领域中得到广泛应用，故B正确不合题意。
C．塑料制品的广泛应用，方便了人类的生活和生产，但是它们在自然界中很难自己降解，故C错误符合题意。
D．用乙醇汽油作为汽车的燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染，故D正确不合题意。
故选C。
19．A
【解析】使农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的铁器。故选A。
20．A
【解析】布袋购物、杜绝过度包装，可以减少“白色污染”，减少对环境的污染，符合“低碳环保”理念；焚烧垃圾能产生大量的空气污染物，不符合“低碳环保”理念；“围湖造田”破坏生态环境，不符合“低碳环保”理念；“使用一次性筷子”会浪费资源、污染环境，不符合“低碳环保”理念。
故选A。
21．B
【解析】A、禁止露天焚烧秸秆，可以减少污染物的产生和排放，选项正确；
B、燃煤火力发电会产生大量的空气污染物，选项错误；
C、使用清洁能源汽车可以减少污染物的产生和排放，选项正确；
D、控制建设工地扬尘，可以减少大气中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒，有利于保护环境，选项正确。
故选B。
22．D
【解析】A、从源头尽可能减少垃圾的产生 ，符合“零废弃”环保理念，不符合题意；
B、充分实现物尽其用，符合“零废弃”环保理念，不符合题意；
C、 废弃物进行分类投放及回收利用 ，符合“零废弃”环保理念，不符合题意；
D、将垃圾就地焚烧处理，浪费资源且会产生大量的有害气体和粉尘，不符合“零废弃”环保理念，符合题意。
故选D。
23．     B     HCl
【解析】（1）不锈钢是一种铁合金，属于金属材料；
聚乙烯纤维是一种合成纤维，属于合成材料；
用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料制作耐酸防护服材料是由两种不同性能的材料复合而成的新材料，属于复合材料。
故选B；
（2）胃酸的主要成分是盐酸，其化学式为HCl。
24．     合成材料     CH4
【解析】（1）聚酯纤维是一种合成纤维，属于合成材料，故填合成材料。
（2）由化学方程式可知，反应前出现了3个碳原子、12个氢原子、1个镓原子和1个砷原子，反应后出现了1个镓原子和1个砷原子，根据质量守恒定律可知，反应后尚缺的3个碳原子和12个氢原子存在于3Y中，即1个Y分子中含有1个碳原子和4个氢原子，其化学式为CH4，故填CH4。
25．     金属     不能     D
【解析】（1）铝制易拉罐属于金属材料，由于铝排在氢的前面，因此铝能够和稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气，所以铝制容器不能盛放稀硫酸。
（2）A、用手捏易拉罐，手对易拉罐施力，使易拉罐变形、变瘪，与大气压无关，不符合题意；
B、液体内部的压强随深度的增加而增大，将密封易拉罐置于深水中，受到水的压强很大，而使易拉罐变形，与大气压无关，不符合题意；
C、易拉罐从高处下落撞击地面，地面给易拉罐一个很大的力，使易拉罐变形，与大气压无关，不符合题意；
D、用注射器抽取密封易拉罐中的空气，使里面的气压变小，在外界大气压的作用下变形，符合题意。
故选D。
26．     铁制外筒（或铝合金内筒）     不合理：只有相同条件下才有可比性（如铝表面致密的氧化物薄膜、金属的质量和表面积不相等等），条件不同时，不能证明结论
【解析】（1）金属单质及合金都属于金属材料，所以铁制外筒、铝合金外筒属于金属材料；
（2）为比较铝和铁的金属活动性，某同学设计实验方案：将铝和铁分别放入盐酸中，比较反应的剧烈程度。该方案不合理，理由是：只有相同条件下才有可比性（如铝表面致密的氧化物薄膜、金属的质量和表面积不相等等），条件不同时，不能证明结论。