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化学人教版 (新课标)第三单元 化学与材料的发展课题2 金属材料课时作业
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这是一份化学人教版 (新课标)第三单元 化学与材料的发展课题2 金属材料课时作业，共7页。试卷主要包含了以下化工生产原理错误的选项是，铅的冶炼大致过程如下，5mlC,即6g碳等内容，欢迎下载使用。
解析:A、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;C中铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀。
答案:C
2.以下化工生产原理错误的选项是( )
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠 ②可以把钠参加到氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电解法冶铝时,原料是氯化铝 ④炼铁高炉中所发生的反响都是放热的,故无需加热
A.②③B.①③
C.①②③D.②③④
解析:活泼金属钠只能通过电解其熔融盐得到;钠参加到氯化镁饱和溶液中与水反响生成NaOH和H2;AlCl3是共价化合物,熔化时不导电;高炉炼铁反响中在“沸腾炉〞中进行SO2的生成时,从下口通入的空气需加热。
答案:D
3.以下各物质中不能直接作为炼铁矿石的是( )
A.磁铁矿B.赤铁矿
C.黄铁矿D.菱铁矿
解析:黄铁矿的主要成分为FeS2,故不能直接炼铁,其他三种矿石的主要成分都是铁的氧化物,可以直接炼铁。
答案:C
4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼表达了人类文明的开展水平。以下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价上下
D.金属的活动性大小
解析:金属的活动性决定着金属被开发的时间顺序,由于三种金属的活动性顺序为Al>Fe>Cu,所以不活泼的金属铜最先被冶炼出来,而活泼性较强的Al很晚才被冶炼利用。
答案:D
5.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程的判断正确的选项是( )
A.试剂X为稀硫酸
B.反响Ⅱ中生成Al(OH)3的反响:CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
C.结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是OH->CO32->AlO2-
D.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al
答案:B
6以下各工业生产中,石灰石、生石灰、熟石灰都不能作为原料的是( )
①炼铁 ②用生铁炼钢 ③从海水中提取镁 ④铝的冶炼 ⑤制水泥 ⑥制玻璃 ⑦制漂白粉 ⑧制硫酸
A.④⑧B.⑤⑥
C.①②③D.⑤⑥⑦
解析:炼铁中用石灰石造渣;炼钢中用生石灰造渣;用熟石灰富集海水中的镁;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:A
7.把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是( )
A.除去生铁中的各种杂质,把生铁提纯
B.适当降低生铁里的含碳量,除去大局部硫、磷等杂质
C.用复原剂把铁的氧化物复原成铁
D.参加合金元素改善生铁性能
解析:由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的局部杂质。
答案:B
8如下图,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A.④>②>①>③B.②>①>③>④
C.④>②>③>①D.③>②>④>①
解析:金属的腐蚀,从本质上讲也是组成原电池发生氧化复原反响的结果。在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减小,所以装置③中的铁被腐蚀的速率比①中的慢;反之,当铁与比它不活泼的金属,如Sn、Cu等连接起来,那么被腐蚀的速率增大,所以容器②中的铁比容器①中的铁腐蚀得快。容器④是一个电镀池,在这里Fe是阳极,不断地以Fe2+的形式进入容器中,从而加速了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器④中铁的腐蚀过程是最快的。综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为④>②>①>③。
答案:A
9.铅的冶炼大致过程如下:
①富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;
②焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;
③制粗铅:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。
以下说法正确的选项是( )
A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B.方铅矿焙烧反响中,PbS是复原剂,复原产物只有PbO
C.整个冶炼过程中,制取1 ml Pb共转移2 ml电子
D.将1 ml PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳
解析:焙烧方铅矿(PbS)的反响中复原剂是PbS,复原产物是PbO和SO2,B错误;冶炼过程中,由1mlPbS制取1mlPb转移4ml电子
,C错误;Pb的冶炼过程:2PbS→2PbO→2mlPb,因此,1mlPbS完全冶炼成Pb,理论上至少需要0.5mlC,即6g碳。
答案:D
10.钢铁生锈过程发生如下反响:①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。以下说法正确的选项是( )
A.反响①生成2 ml Fe(OH)2与反响②有4 ml Fe(OH)2参加反响时,二者电子转移数目相等
B.反响①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析:B项,反响①氧化剂为O2,不含H2O;C项,两种金属形成原电池,加快钢质水管的腐蚀;D项,钢铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。
答案:A
11.氧化复原反响广泛应用于金属的冶炼。以下说法错误的选项是( )
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反响中,钠离子被复原,氯离子被氧化
B.湿法炼铜与火法炼铜的反响中,铜元素都发生复原反响
C.用磁铁矿炼铁的反响中,1 ml Fe3O4被CO复原成Fe,转移9 ml e-
D.铝热法复原铁的反响中,放出的热量能使铁熔化
解析:由Fe3O4+8e-3Fe+4O2-,知1mlFe3O4(磁铁矿)被复原为Fe时应转移8ml电子。
答案:C
12.冶炼金属一般有以下四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。
(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析,从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格:
火烧孔雀石炼铜所发生反响的化学方程式(写主要的两个): 、 。
(2)请再举出使用活泼金属置换法和电解法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示):
① ;
② 。
解析:铝热法炼铬即属于热复原法又属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。
答案:(1)① ③ ③ ④
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
C+2CuO2Cu+CO2↑
(2)①4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
②2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑(其他合理答案也可)
13.铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请答复以下问题:
(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
参加冰晶石的作用: 。
(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反响式为 ,以下可作阴极材料的是 。
A.铝材B.石墨
C.铅板D.纯铝
(3)阳极氧化能使金属外表生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反响式为 。
(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是
。
(5)以下说法中正确的选项是 。
A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料外表处理的技术
B.铝的阳极氧化可增强铝外表的绝缘性能
C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色
解析:(1)由于Al2O3熔点很高,参加冰晶石可以降低Al2O3的熔点,作助熔剂。
(2)在电解池中阳极发生氧化反响,金属失去电子,电极反响式为Al-3e-Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料。
(3)根据阳极发生氧化反响可以得到电极反响式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。
(4)铝阳极生成氧化物薄膜后会使电阻增大,为了保持稳定的电流,需要随电阻增大而不断增大电压。
(5)阳极氧化应用的是电解原理,A项错误;由于氧化物的生成可以增强铝外表的绝缘性能,B项正确;铝的阳极氧化可以提高铝及铝合金的耐腐蚀性,但耐磨性不下降,C项错误;氧化铝具有不同的晶型,其中的Al2O3具有多孔性、强吸附性和催化活性,可做吸附剂和催化剂,D项正确。
答案:(1)主要是降低熔化温度 (2)Al-3e-Al3+ D (3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+ (4)铝阳极外表不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压 (5)BD
14.铁是自然界里分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量占5%左右。铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)等。
(1)写出用赤铁矿石炼铁的主要化学反响方程式 。
(2)炼铁高炉分为五局部,铁矿石与高温煤气主要在 局部发生反响,在 局部开始生成生铁和炉渣。
(3)炼钢时,参加硅、锰和铝的目的是 。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是 。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作 。
(5)红热的铁能跟水蒸气起反响,有一种产物是可燃性气体,那么其反响的化学方程式为 。在常温下,铁跟水不反响,但是,在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是
。
(6)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用
。
解析:(2)炼铁高炉内,铁矿石的复原和生铁的生成主要在炉身和炉腰两局部。
(3)炼钢时参加硅、锰等目的是脱除过量的氧,调整钢中的硅、锰等含量。
(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体,会污染大气,应回收利用,可用作燃料或复原剂。
(5)油漆防腐蚀的原因是将铁与水和空气隔离。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)炉身 炉腰
(3)脱氧和调整钢的成分
(4)CO 燃料(或复原剂)
(5)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 将铁与空气和水隔离
(6)血红蛋白中含铁,人体缺铁会造成贫血
火烧孔雀
石炼铜
湿法炼铜
铝热法
炼铬
从光卤石
中炼镁
解析:A、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;C中铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀。
答案:C
2.以下化工生产原理错误的选项是( )
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠 ②可以把钠参加到氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电解法冶铝时,原料是氯化铝 ④炼铁高炉中所发生的反响都是放热的,故无需加热
A.②③B.①③
C.①②③D.②③④
解析:活泼金属钠只能通过电解其熔融盐得到;钠参加到氯化镁饱和溶液中与水反响生成NaOH和H2;AlCl3是共价化合物,熔化时不导电;高炉炼铁反响中在“沸腾炉〞中进行SO2的生成时,从下口通入的空气需加热。
答案:D
3.以下各物质中不能直接作为炼铁矿石的是( )
A.磁铁矿B.赤铁矿
C.黄铁矿D.菱铁矿
解析:黄铁矿的主要成分为FeS2,故不能直接炼铁,其他三种矿石的主要成分都是铁的氧化物,可以直接炼铁。
答案:C
4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼表达了人类文明的开展水平。以下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于( )
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价上下
D.金属的活动性大小
解析:金属的活动性决定着金属被开发的时间顺序,由于三种金属的活动性顺序为Al>Fe>Cu,所以不活泼的金属铜最先被冶炼出来,而活泼性较强的Al很晚才被冶炼利用。
答案:D
5.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程的判断正确的选项是( )
A.试剂X为稀硫酸
B.反响Ⅱ中生成Al(OH)3的反响:CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
C.结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是OH->CO32->AlO2-
D.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al
答案:B
6以下各工业生产中,石灰石、生石灰、熟石灰都不能作为原料的是( )
①炼铁 ②用生铁炼钢 ③从海水中提取镁 ④铝的冶炼 ⑤制水泥 ⑥制玻璃 ⑦制漂白粉 ⑧制硫酸
A.④⑧B.⑤⑥
C.①②③D.⑤⑥⑦
解析:炼铁中用石灰石造渣;炼钢中用生石灰造渣;用熟石灰富集海水中的镁;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:A
7.把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是( )
A.除去生铁中的各种杂质,把生铁提纯
B.适当降低生铁里的含碳量,除去大局部硫、磷等杂质
C.用复原剂把铁的氧化物复原成铁
D.参加合金元素改善生铁性能
解析:由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的局部杂质。
答案:B
8如下图,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A.④>②>①>③B.②>①>③>④
C.④>②>③>①D.③>②>④>①
解析:金属的腐蚀,从本质上讲也是组成原电池发生氧化复原反响的结果。在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减小,所以装置③中的铁被腐蚀的速率比①中的慢;反之,当铁与比它不活泼的金属,如Sn、Cu等连接起来,那么被腐蚀的速率增大,所以容器②中的铁比容器①中的铁腐蚀得快。容器④是一个电镀池,在这里Fe是阳极,不断地以Fe2+的形式进入容器中,从而加速了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器④中铁的腐蚀过程是最快的。综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为④>②>①>③。
答案:A
9.铅的冶炼大致过程如下:
①富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;
②焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;
③制粗铅:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。
以下说法正确的选项是( )
A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B.方铅矿焙烧反响中,PbS是复原剂,复原产物只有PbO
C.整个冶炼过程中,制取1 ml Pb共转移2 ml电子
D.将1 ml PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳
解析:焙烧方铅矿(PbS)的反响中复原剂是PbS,复原产物是PbO和SO2,B错误;冶炼过程中,由1mlPbS制取1mlPb转移4ml电子
,C错误;Pb的冶炼过程:2PbS→2PbO→2mlPb,因此,1mlPbS完全冶炼成Pb,理论上至少需要0.5mlC,即6g碳。
答案:D
10.钢铁生锈过程发生如下反响:①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。以下说法正确的选项是( )
A.反响①生成2 ml Fe(OH)2与反响②有4 ml Fe(OH)2参加反响时,二者电子转移数目相等
B.反响①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析:B项,反响①氧化剂为O2,不含H2O;C项,两种金属形成原电池,加快钢质水管的腐蚀;D项,钢铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。
答案:A
11.氧化复原反响广泛应用于金属的冶炼。以下说法错误的选项是( )
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反响中,钠离子被复原,氯离子被氧化
B.湿法炼铜与火法炼铜的反响中,铜元素都发生复原反响
C.用磁铁矿炼铁的反响中,1 ml Fe3O4被CO复原成Fe,转移9 ml e-
D.铝热法复原铁的反响中,放出的热量能使铁熔化
解析:由Fe3O4+8e-3Fe+4O2-,知1mlFe3O4(磁铁矿)被复原为Fe时应转移8ml电子。
答案:C
12.冶炼金属一般有以下四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。
(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析,从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格:
火烧孔雀石炼铜所发生反响的化学方程式(写主要的两个): 、 。
(2)请再举出使用活泼金属置换法和电解法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示):
① ;
② 。
解析:铝热法炼铬即属于热复原法又属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。
答案:(1)① ③ ③ ④
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
C+2CuO2Cu+CO2↑
(2)①4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
②2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑(其他合理答案也可)
13.铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请答复以下问题:
(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
参加冰晶石的作用: 。
(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反响式为 ,以下可作阴极材料的是 。
A.铝材B.石墨
C.铅板D.纯铝
(3)阳极氧化能使金属外表生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反响式为 。
(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是
。
(5)以下说法中正确的选项是 。
A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料外表处理的技术
B.铝的阳极氧化可增强铝外表的绝缘性能
C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色
解析:(1)由于Al2O3熔点很高,参加冰晶石可以降低Al2O3的熔点,作助熔剂。
(2)在电解池中阳极发生氧化反响,金属失去电子,电极反响式为Al-3e-Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料。
(3)根据阳极发生氧化反响可以得到电极反响式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。
(4)铝阳极生成氧化物薄膜后会使电阻增大,为了保持稳定的电流,需要随电阻增大而不断增大电压。
(5)阳极氧化应用的是电解原理,A项错误;由于氧化物的生成可以增强铝外表的绝缘性能,B项正确;铝的阳极氧化可以提高铝及铝合金的耐腐蚀性,但耐磨性不下降,C项错误;氧化铝具有不同的晶型,其中的Al2O3具有多孔性、强吸附性和催化活性,可做吸附剂和催化剂,D项正确。
答案:(1)主要是降低熔化温度 (2)Al-3e-Al3+ D (3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+ (4)铝阳极外表不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压 (5)BD
14.铁是自然界里分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量占5%左右。铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)等。
(1)写出用赤铁矿石炼铁的主要化学反响方程式 。
(2)炼铁高炉分为五局部,铁矿石与高温煤气主要在 局部发生反响,在 局部开始生成生铁和炉渣。
(3)炼钢时,参加硅、锰和铝的目的是 。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是 。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作 。
(5)红热的铁能跟水蒸气起反响,有一种产物是可燃性气体,那么其反响的化学方程式为 。在常温下,铁跟水不反响,但是,在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是
。
(6)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用
。
解析:(2)炼铁高炉内,铁矿石的复原和生铁的生成主要在炉身和炉腰两局部。
(3)炼钢时参加硅、锰等目的是脱除过量的氧,调整钢中的硅、锰等含量。
(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体,会污染大气,应回收利用,可用作燃料或复原剂。
(5)油漆防腐蚀的原因是将铁与水和空气隔离。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)炉身 炉腰
(3)脱氧和调整钢的成分
(4)CO 燃料(或复原剂)
(5)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 将铁与空气和水隔离
(6)血红蛋白中含铁,人体缺铁会造成贫血
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湿法炼铜
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