2019高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.2 金屬材料課時(shí)演練 新人教版選修2.docx

3.2 金屬材料課時(shí)演練促提升A組1.從石器、青銅器到鐵器時(shí)代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要取決于()A.金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B.金屬在地殼中的含量多少C.金屬的化合價(jià)高低D.金屬的活動性大小解析:金屬的活動性決定著金屬被開發(fā)的時(shí)間順序,由于三種金屬的活動性順序?yàn)锳l>Fe>Cu,所以不活潑的金屬銅最先被冶煉出來,而活潑性較強(qiáng)的Al很晚才被冶煉利用。答案:D2.下列各工業(yè)生產(chǎn)中,石灰石、生石灰、熟石灰都不能作為原料的是()煉鐵用生鐵煉鋼從海水中提取鎂鋁的冶煉制水泥制玻璃制漂白粉制硫酸A.B.C.D.解析:煉鐵中用石灰石造渣;煉鋼中用生石灰造渣;用熟石灰富集海水中的鎂;石灰石是制水泥、玻璃的主要原料;熟石灰是制漂白粉的原料。答案:A3.下列各物質(zhì)中不能直接作為煉鐵礦石的是()A.磁鐵礦B.赤鐵礦C.黃鐵礦D.菱鐵礦解析:黃鐵礦的主要成分為FeS2,故不能直接煉鐵,其他三種礦石的主要成分都是鐵的氧化物,可以直接煉鐵。答案:C4.把生鐵冶煉成碳素鋼要解決的主要問題是()A.除去生鐵中的各種雜質(zhì),把生鐵提純B.適當(dāng)降低生鐵里的含碳量,除去大部分硫、磷等雜質(zhì)C.用還原劑把鐵的氧化物還原成鐵D.加入合金元素改善生鐵性能解析:由生鐵冶煉成碳素鋼就是降低生鐵中碳的含量,并除去其中的部分雜質(zhì)。答案:B5.下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是()可以用電解熔融氯化鈉的方法來制取金屬鈉可以把鈉加入到氯化鎂飽和溶液中制取鎂用電解法冶鋁時(shí),原料是氯化鋁煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的,故無需加熱A.B.C.D.解析:活潑金屬鈉只能通過電解其熔融鹽得到;鈉加入到氯化鎂飽和溶液中與水反應(yīng)生成NaOH和H2;AlCl3是共價(jià)化合物,熔化時(shí)不導(dǎo)電;高爐煉鐵反應(yīng)中在“沸騰爐”中進(jìn)行SO2的生成時(shí),從下口通入的空氣需加熱。答案:D6.如圖所示,各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是()A.>>>B.>>>C.>>>D.>>>解析:金屬的腐蝕,從本質(zhì)上講也是組成原電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。在原電池中,活潑金屬為負(fù)極,該金屬被氧化,不活潑金屬便被保護(hù)起來,其被腐蝕的速率大大減小,所以裝置中的鐵被腐蝕的速率比中的慢;反之,當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬,如Sn、Cu等連接起來,則被腐蝕的速率增大,所以容器中的鐵比容器中的鐵腐蝕得快。容器是一個電鍍池,在這里Fe是陽極,不斷地以Fe2+的形式進(jìn)入容器中,從而加速了鐵的腐蝕,在上述四種容器中,容器中鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析,鐵被腐蝕的快慢順序?yàn)?gt;>>。答案:A7.相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()解析:A、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕;在B中,食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境,炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金,符合原電池形成的條件,鐵是活潑金屬作負(fù)極,碳作正極;C中銅鍍層把鐵完全覆蓋,構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。答案:C8.冶煉金屬一般有下列四種方法:焦炭法;水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法;活潑金屬置換法;電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。(1)請對下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析,從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號填入表中空格:火燒孔雀石煉銅濕法煉銅鋁熱法煉鉻從光鹵石中煉鎂火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫主要的兩個):、。(2)請?jiān)倥e出使用活潑金屬置換法和電解法冶煉金屬的例子各一個(用化學(xué)方程式表示):;。解析:鋁熱法煉鉻即屬于熱還原法又屬于活潑金屬置換法。從光鹵石中煉鎂屬于電解法。答案:(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2OC+2CuO2Cu+CO2(2)4Al+3MnO23Mn+2Al2O32NaCl(熔融)2Na+Cl2(其他合理答案也可)9.鐵是自然界里分布最廣的金屬元素之一,在地殼中的質(zhì)量占5%左右。鐵礦石的種類很多,重要的有磁鐵礦石(主要成分是Fe3O4)、赤鐵礦石(主要成分是Fe2O3)等。(1)寫出用赤鐵礦石煉鐵的主要化學(xué)反應(yīng)方程式。(2)煉鐵高爐分為五部分,鐵礦石與高溫煤氣主要在部分發(fā)生反應(yīng),在部分開始生成生鐵和爐渣。(3)煉鋼時(shí),加入硅、錳和鋁的目的是。(4)煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中,尾氣均含有的主要污染物是。從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)角度考慮,上述尾氣經(jīng)處理可用作。(5)紅熱的鐵能跟水蒸氣起反應(yīng),有一種產(chǎn)物是可燃性氣體,則其反應(yīng)的化學(xué)方程式為。在常溫下,鐵跟水不反應(yīng),但是,在水和空氣里的氧氣及二氧化碳等的共同作用下,鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵產(chǎn)量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蝕措施之一,油漆防腐蝕的主要原理是。(6)鐵元素是人體的重要營養(yǎng)元素,舉一例說明鐵元素在人體中的重要作用。解析:(2)煉鐵高爐內(nèi),鐵礦石的還原和生鐵的生成主要在爐身和爐腰兩部分。(3)煉鋼時(shí)加入硅、錳等目的是脫除過量的氧,調(diào)整鋼中的硅、錳等含量。(4)煉鐵和煉鋼的尾氣中均含有CO氣體,會污染大氣,應(yīng)回收利用,可用作燃料或還原劑。(5)油漆防腐蝕的原因是將鐵與水和空氣隔離。答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)爐身爐腰(3)脫氧和調(diào)整鋼的成分(4)CO燃料(或還原劑)(5)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2將鐵與空氣和水隔離(6)血紅蛋白中含鐵,人體缺鐵會造成貧血B組1.鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列說法正確的是()A.反應(yīng)生成2 mol Fe(OH)2與反應(yīng)有4 mol Fe(OH)2參加反應(yīng)時(shí),二者電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B.反應(yīng)中氧化劑是氧氣和水C.與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕解析:B項(xiàng),反應(yīng)氧化劑為O2,不含H2O;C項(xiàng),兩種金屬形成原電池,加快鋼質(zhì)水管的腐蝕;D項(xiàng),鋼鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。答案:A2.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:對上述流程的判斷正確的是()A.試劑X為稀硫酸B.反應(yīng)中生成Al(OH)3的反應(yīng):CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3+HCO3-C.結(jié)合質(zhì)子(H+)的能力由強(qiáng)到弱的順序是OH->CO32->AlO2-D.Al2O3熔點(diǎn)很高,工業(yè)上還可采用電解熔融AlCl3冶煉Al答案:B3.氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說法錯誤的是()A.電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中,鈉離子被還原,氯離子被氧化B.濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C.用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中,1 mol Fe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移9 mol e-D.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中,放出的熱量能使鐵熔化解析:由Fe3O4+8e-3Fe+4O2-,知1molFe3O4(磁鐵礦)被還原為Fe時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)移8mol電子。答案:C4.鉛的冶煉大致過程如下:富集:將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選;焙燒:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗鉛:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。下列說法正確的是()A.浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學(xué)變化B.方鉛礦焙燒反應(yīng)中,PbS是還原劑,還原產(chǎn)物只有PbOC.整個冶煉過程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子D.將1 mol PbS完全冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳解析:焙燒方鉛礦(PbS)的反應(yīng)中還原劑是PbS,還原產(chǎn)物是PbO和SO2,B錯誤;冶煉過程中,由1molPbS制取1molPb轉(zhuǎn)移4mol電子,C錯誤;Pb的冶煉過程:2PbS2PbO2molPb,因此,1molPbS完全冶煉成Pb,理論上至少需要0.5molC,即6g碳。答案:D5.鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。請回答下列問題:(1)工業(yè)上采用電解氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁:2Al2O3(熔融)4Al+3O2加入冰晶石的作用:。(2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì),可用電解方法進(jìn)一步提純,該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為,下列可作陰極材料的是。A.鋁材B.石墨C.鉛板D.純鋁(3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液,鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。(4)在鋁陽極氧化過程中,需要不斷地調(diào)整電壓,理由是。(5)下列說法中正確的是。A.陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)B.鋁的陽極氧化可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能C.鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性下降D.鋁的陽極氧化膜富有多孔性,具有很強(qiáng)的吸附性能,能吸附染料而呈各種顏色解析:(1)由于Al2O3熔點(diǎn)很高,加入冰晶石可以降低Al2O3的熔點(diǎn),作助熔劑。(2)在電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),金屬失去電子,電極反應(yīng)式為Al-3e-Al3+,電解精煉鋁應(yīng)以純鋁作陰極材料。(3)根據(jù)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)可以得到電極反應(yīng)式為2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。(4)鋁陽極生成氧化物薄膜后會使電阻增大,為了保持穩(wěn)定的電流,需要隨電阻增大而不斷增大電壓。(5)陽極氧化應(yīng)用的是電解原理,A項(xiàng)錯誤;由于氧化物的生成可以增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能,B項(xiàng)正確;鋁的陽極氧化可以提高鋁及鋁合金的耐腐蝕性,但耐磨性不下降,C項(xiàng)錯誤;氧化鋁具有不同的晶型,其中的Al2O3具有多孔性、強(qiáng)吸附性和催化活性,可做吸附劑和催化劑,D項(xiàng)正確。答案:(1)主要是降低熔化溫度(2)Al-3e-Al3+D(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+(4)鋁陽極表面不斷生成氧化物,電阻增大,為了保持穩(wěn)定的電流,需要不斷增大電壓(5)BD