题目内容
【题目】2011年诺贝尔化学奖获得者是以色列材料科学家达尼埃尔·谢赫特曼(如图),他在1982年率先发现准晶体,这一发现对传统晶体学产生了强烈的冲击,为物质微观结构的研究增添了新内容,为新材料的发展开拓新领域。则回答下列问题:
(1)准晶体具有独特的属性,与大多数金属材料不同,准晶体的导电和导热性很差,但可用作理想的热电材料,捕捉航天和汽车工业的发动机所废弃的热量并回收利用,准晶体热电材料在工作时将热能转换成______能,还可制造出能量转化率高的________等电子产品。
(2)瑞典一家企业在某种钢制材料中发现了准晶体,这种准晶体如同盔甲一般坚硬增加材料强度,准晶体用作表面改性材料,用于制作不粘锅涂层、剃须刀片和眼外科手术微细针头,这是由于准晶材料具有___________的特点(至少两点)。
(3)谢赫特曼的发现有悖常规在当时引起极大的争议,为维护自己的发现,他被迫离开当时的研究小组,但准晶体的发现促使科学家开始重新思考对物质结构的认知。你能从中得出什么启示呢?________。
【答案】电 发光二极管、太阳能电池、半导体材料等 硬度高、耐腐蚀、耐磨 坚持自己独特的发现,相信金子始终会发光;学习与生活上要有创新思维和创意;相信自己的研究成果为真理而战等
【解析】
(1)准晶体的导电和导热性很差,但可用作理想的热电材料,捕捉航天和汽车工业的发动机所废弃的热量并回收利用,准晶体热电材料在工作时将热能转换成电能,还可制造出能量转化率高的发光二极管、太阳能电池、半导体材料等电子产品。
(2)这种准晶体坚硬度,用作表面改性材料,用于制作不粘锅涂层、剃须刀片和眼外科手术微细针头,这是由于准晶材料具有硬度高、耐腐蚀、耐磨的特点。
(3)谢赫特曼的发现有悖常规在当时引起极大的争议,但准晶体的发现促使科学家开始重新思考对物质结构的认知。因此我们认识到:
坚持自己独特的发现,相信金子始终会发光;学习与生活上要有创新思维和创意;相信自己的研究成果为真理而战等。
【题目】氢能源是21世纪的绿色能源,氢能电池和氢能汽车被公认为最重要的战略新兴产业。当前制取氢气成本太高,科学家研究出如图1所示高效、经济的两种制氢途径。
(1)途径1:用二氧化钛作催化剂,利用太阳能分解水,从能量转换的角度看,该过程主要由太阳能转化为______能。其中二氧化钛中钛元素的化合价为____。
(2)途径2:通过光电转化装置提供电能,电解水。如图2是化学家为了揭示水的组成,完成电解水的实验。
①在该实验中,通常会加入少量的硫酸钠的目的是_______。一段时间后,可观察到电极上产生无色气泡,甲、乙试管中收集到的气体体积比为___,接口b处应接电源___(填“正”或“负”)极。
②请你设计验证乙管生成的气体:
实验步骤 | 现象 | 得出的结论 |
_______ | _______ | _______ |
(3)氢能是最具有发展前景的终极能源。请说明其优点为________(一点即可)。