题目内容
纳米材料是指尺寸在1 nm到100 nm的材料。这种材料由于尺寸很小，因而具有许多与传统材料截然不同的性质。例如，通常的金属材料大多是银白色光泽的，而纳米金属材料却是黑色的。据推测，纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面革命性的变化，是21世纪新技术发展的前沿。(1)1 nm是（ ）
A.1×10-7m B.1×10-8m
C.1×10-9m D.1×10-10m
(2)纳米材料具有特殊性质的原因之一是由于它具有很大的表面积，即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大得多。假定某原子直径为0.2 nm，则可推算在边长1 nm的小立方体中，共有_________个原子，其表面有_________个原子，内部有_________个原子。由于处于表面的原子数目很多，其化学性质应__________(填“很活泼”“较活泼”或“不活泼”)。
(3)利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件，用以测定在某些环境中指定气体的含量。这种气敏元件是利用了纳米材料具有的_________作用。
解析：(1)nm是长度单位，1 nm=1×10-9m。
(2)由1 nm÷0.2 nm=5，可知边长为1 nm的正方形可堆积5×5 =25个原子，而边长为1 nm的立方体可堆积5层直径为0.2 nm的原子，共堆积25×5=125个原子。边长为1 nm的立方体的上、下两面各可堆积25个直径为0.2 nm的原子，前、后两面还可各堆积15个直径为0.2 nm的原子，最后左、右两面只能各堆积9个直径为0.2 nm的原子，所以边长为1 nm的立方体表面有25×2+15×2+9×2=98个直径为0.2 nm的原子，内部则有125-98=27个直径为0.2 nm的原子。由于纳米颗粒处于表面的原子数目很多，分散程度很大，吸附作用很强，所以该纳米材料的化学性质很活泼。
(3)这种气敏元件是利用了纳米材料对特定气体的强吸附作用。
答案：(1)C (2)125 98 27 很活泼 (3)吸附
（1）无机非金属材料．单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿．其主要用途是用做半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等．单晶硅的制备方法如下：
SiO2
| ①C |
| 高温 |
| ②HCI |
| 300℃ |
| ③过量H2 |
| 1000～1100℃ |
①写出步骤①的化学方程式：
②已知以下几种物质的沸点：
| 物质 | SiHCl3 | SiCl4 | HCl |
| 沸点 | 33.0℃ | 57.6℃ | -84.7℃ |
（2）金属材料．金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称．包括纯金属、合金和特种金属材料等．
①下列物质中不属于合金的是
②铜器制品常因接触空气中的O2、CO2和H2O而易生成铜锈．试写出保护铜制品的方法：
（3）纳米材料，胶体粒子的直径大约是
（4）磁性材料．某磁性粉末材料是一种复合型氧化物，为测定其组成，现称取6.26g样品，将其全部溶于过量稀HNO3，加入过量Na2SO4溶液，生成4.66g白色沉淀、过滤、在滤液中加入过量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体．
①该磁性粉末中氧元素的质量分数为
②该材料的化学式为
材料是科学技术进步的关键，是科学技术和社会发展的物质基础。材料的发展不仅影响了人类的昨天和今天，而且还将影响到人类的明天。请回答以下与材料有关的问题。
（1）无机非金属材料。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用做半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。单晶硅的制备方法如下：
①写出步骤①的化学方程式：______________________。
②已知以下几种物质的沸点：
|
物质 |
SiHCl3 |
SiCl4 |
HCl |
|
沸点 |
33.0 ℃ |
57.6 ℃ |
－84.7 ℃ |
在步骤②中提纯SiHCl3所进行的主要操作的名称是________。
（2）金属材料。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金和特种金属材料等。
①下列物质中不属于合金的是( )。
A．钢铁 B．青铜 C．硬铝 D．水银
②铜器制品常因接触空气中的O2、CO2和H2O而易生成铜锈。试写出保护铜制品的方法：___________________________________________________。
（3）纳米材料，胶体粒子的直径大约是________，与纳米材料的尺寸相当。实验室制取Fe(OH)3胶体溶液的方法是_________________________________，
用________方法消除胶体中的浑浊，根据________现象证明胶体已经制成。实验中必须要用蒸馏水，而不能用自来水，其原因是____________________。
（4）磁性材料。某磁性粉末材料是一种复合型氧化物，为测定其组成，现称取6.26 g样品，将其全部溶于过量稀HNO3，加入过量Na2SO4溶液，生成4.66 g白色沉淀、过滤、在滤液中加入过量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20 g固体。①该磁性粉末中氧元素的质量分数为________；②该材料的化学式为________。