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  • 1. (2022高二下·河池期末) 实用类文本阅读

    在日常生活中,我们天天都能看到玻璃。不过,你是否知道,你看到的那些玻璃也能像纸一样被任意裁剪吗?这种不可思议的科学现象究竟是什么原理?

    其实,这种现象很早以前就被人们发现了,它不仅真的存在,我们甚至不需要借助“高大上”仪器的帮助就能完成,你只要拥有一样东西就可以让神奇的一幕发生,这样东西就是水。

    在水中,人们拿起剪刀,之 后就能让玻璃像纸一样被裁剪,人们发现玻璃既没有崩坏掉,也没有稀碎的玻璃碴,甚至还能剪出各种形状,这是为何?

    其实,其中的原理还真有点复杂。首先,我们要知道玻璃的主要成分是二氧化硅。从化学键来看,硅和氧遇上后,它们会默契地形成一个四面体结构,大致可描述为是4个氧原子包围了1个硅原子,而存在于硅原子和氧原子之间的,就是让两者相互结合的共价键。不过,这个堪称“顽固”的四面体——二氧化硅存在一个弱点,那就是它很容易受到水中名为氢氧根的亲核攻击。在它的攻击下,硅原子十分容易被氢氧根拉拢,妥协后的硅原子,会因硅氧之间原本存在的共价键,很容易被氢氧根折断。这种过程被称为“玻璃的水解”。简单来说,在氢氧根的打压下,导致玻璃分子原本稳固的结构崩塌了,硅原子和氧原子也因此断裂。这么看来,在水下人们剪玻璃的时候,水会帮你将玻璃从内部弱化,从而使得我们在裁剪玻璃的时候格外轻松。

    你可以这么理解,将玻璃放在水下,这个时候玻璃表面能和水暗自结合,它们会因此不再孤单,它们的行为顺带缩小了水和玻璃内部结构的能量差。或者说,一片玻璃在没有丢入水里之前,它原来的分子十分和谐,它们手拉着手。当玻璃被放置在水里后,这一现象发生了改变,一旦水分子发现,之前手拉着手的它们有所懈怠,导致它们之间的关系不那么坚不可破的时候,水分子就会顺势而上,破坏玻璃内部存在细小裂纹的分子连接区域里,这会使得此时的玻璃很容易被裁剪。

    玻璃工人们在切割玻璃的时候,也总结出了这么一条经验,那就是他们会在切割刀划过的玻璃面上沾点水,之后人们想要折断它就会很轻松。这一点就利用到了水能够降低人们裁剪玻璃时所需的外力,并且也很容易让它已经出现的裂口更容易控制。去过眼镜店配眼镜的朋友可能会发现,在制作眼镜片的时候,工作人员会向镜片不停地喷水,之所以这么做就是为了让玻璃更听话,更易被打磨。

    看到这,我想很多人会问:那为什么我们在洗杯子或是喝水的时候,那些玻璃不会破碎呢?这是因为你手中的那个玻璃器皿没有裂痕,它处于完好的状态,也就导致氢氧根找不到它能攻击的弱点。还有一个原因是在室温环境下,水里的氢氧根相对较少,这使得该环境下,完好的玻璃被水解的速度变得异常缓慢,有一组数据指出,将二氧化硅玻璃丢在pH值为8以下的溶液里,一年下来,它只能水解10纳米左右。如果说这个玻璃容器上有细小的裂痕,或是说它经常被人们拿来盛放碱性高温液体的话,那么这个玻璃容器的水解速度就会有明显的改观。有些人在生活中可能会发现一些用久了玻璃杯,它们的表面看上去并不清透,似乎被一层白雾包裹,这层白雾怎么洗都洗不干净,这其实就是水解等腐蚀作用留下的印记。

    总的来说,我们可以将玻璃看作是由不少四面体为基本单位串联而成的一个巨大网状构造。这种网状构造能在外力的施压下被扯破,比方说水就能让这种网状构造的破裂程度开启快进模式,然后在此发生分解反应,从而加速这一裂纹的扩张路径。

    (摘编自《神奇的科学现象》

    1. (1) 下列对材料相关内容的理解和分析,不正确的一项是(    )
      A . 在水中,玻璃能像纸一样被任意裁剪,还能被剪出各种形状,甚至不需要借助“高大上”仪器设备。 B . 玻璃主要成分二氧化硅的硅原子和氧原子之间的共价键,受到水中的氢氧根攻击后会变得牢固。 C . 制作眼镜片时,工作人员向镜片不停地喷水,这是利用“玻璃的水解”原理,使之更易被打磨。 D . 有裂痕的玻璃器皿盛放碱性高温液体和完好的玻璃器皿盛放清水相比,有裂痕的玻璃器皿水解速度快。
    2. (2) 下列对材料相关内容的分析和评价,正确的一项是(    )
      A . “玻璃也能像纸一样被任意裁剪”“拥有一样东西就可以让神奇的一幕发生”这些语句激发了阅读兴趣。 B . 文章第四段使用分类别、列数字等说明方法阐释玻璃能够被裁剪的原理,既科学严谨又形象生动。 C . 文章思路明晰,行文大体顺序是:由现象入手——阐释原理——说明生活中的应用——分析国内外研究现状。 D . 文章中先主后次,说明人们洗杯子或喝水时玻璃杯不会破碎的两点原因,且详略有度,各尽其意。
    3. (3) 请根据材料,结合自己的生活经验,简要概括“裁剪玻璃”的必备条件。

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