高中化學人教版化學與技術第三章化學與材料的發(fā)展金屬材料 全市獲獎

人教版化學高二選修2第三單元課題2金屬材料同步練習一、選擇題1.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()①煉鐵②用生鐵煉鋼③從海水中提取鎂④鋁的冶煉⑤制水泥⑥制玻璃⑦制漂白粉⑧制硫酸A．④⑧B．⑤⑥C．①②③D．⑤⑥⑦答案：A解析：解答：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。分析：本題考查化學工業(yè)中有關石灰石、生石灰、熟石灰作為原料的問題，熟練掌握相關化學工藝是解題的關鍵?。2.鐵制自來水管與下列材料做成的水龍頭連接，自來水管銹蝕最快的是()A．鐵水龍頭B．銅水龍頭C．塑料水龍頭D．陶瓷水龍頭答案：B解析：解答：鐵制水管和銅制水龍頭兩種材料可以構成原電池的兩極，其中鐵管作負極，銅作正極，水可作電解質溶液，這樣鐵發(fā)生電化學腐蝕，而其他選項不能構成原電池。分析：本題考查金屬的電化學腐蝕，熟練掌握鐵做電極組成的原電池中電極的判斷是解題的關鍵?。3.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，把生鐵提純B．適當降低生鐵里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害雜質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答案：B解析：解答：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。分析：本題考查高爐煉鐵的化學反應原理，熟練掌握煉鐵的目的是解題的關鍵?。4.鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是()①Fe由＋2價轉化為＋3價②O2被還原③產(chǎn)生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O⑤雜質C被氧化除去A．①②B．①②③④C．③④D．①②④⑤答案：B解析：解答：Fe在被腐蝕時生成Fe2＋，可能被繼續(xù)氧化成Fe3＋；發(fā)生吸氧腐蝕時O2被還原；發(fā)生析氫腐蝕時產(chǎn)生H2；其中雜質C不能被氧化。分析：本題考查鋼鐵腐蝕的原理和過程，熟練掌握金屬腐蝕原理是解題的關鍵?。5.下列有關物質的性質和該性質的應用均正確的是()A．常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化，可以常溫下用鋁制貯罐貯運濃硫酸B．二氧化硅不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器C．二氧化氯具有還原性，可用于自來水的殺菌消毒D．銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕答案：A解析：解答：SiO2一般不與酸反應，但能被氫氟酸溶解；二氧化氯用于自來水的殺菌消毒，利用了它的氧化性；在海輪外殼上裝銅塊不能減緩海輪的腐蝕，應裝鋅塊。分析：本題考查知識點較多，涉及金屬鋁的鈍化、二氧化硅和二氧化氯的性質以及金屬的電化腐蝕，題目難度中等。6.關于鋼鐵的腐蝕的下列敘述中，正確的是()A．吸氧腐蝕時陰極放出氧氣B．析氫腐蝕時陰極放出氫氣C．化學腐蝕速率超過電化學腐蝕速率D．析氫腐蝕比吸氧腐蝕普通答案：B解析：解答：吸氧腐蝕陰極反應為：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，析氫腐蝕需要弱酸性，不如吸氧腐蝕普通；電化學腐蝕比化學腐蝕要快。分析：本題考查剛鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕反應原理，熟練掌握原電池原理是解題的關鍵?。7.下列關于煉鐵和煉鋼的說法中，錯誤的是()A．煉鐵是鐵礦石還原的過程B．煉鋼是生鐵被氧化的過程C．煉鐵高爐中加入的生石灰是造渣劑D．煉鋼轉爐中加入的生石灰是造渣劑答案：B解析：解答：煉鋼是降低生鐵中含碳量的過程；煉鐵和煉鋼中加入生石灰均作造渣劑。分析：本題考查煉鐵與煉鋼的原理和過程，熟練掌握煉鐵和煉鋼的原理是解題的關鍵?。8.埋在地下的鑄鐵輸油管道，在下列各種情況下，腐蝕最慢的是()A．在含鐵元素較多的酸性土地中B．在潮濕疏松的土地中C．在干燥致密不透氣的土地中D．在含碳粒較多的潮濕透氣中性土地中答案：C解析：解答：在干燥密不透風的土地中不含水分和氧氣，所以腐蝕應最慢。分析：本題考查鐵的腐蝕速率的比較，熟練掌握鐵在不同環(huán)境中的反應是解題的關鍵?。9.下列各方法中能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是()①金屬表面涂抹油漆②改變金屬的內部結構③保持金屬表面清潔干燥④在金屬表面進行電鍍⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部答案：D解析：解答：金屬表面涂油漆可以防止與水、O2接觸；電鍍和表面形成氧化膜均能隔絕空氣；減緩腐蝕的方法就是防止空氣中的H2O和O2與金屬接觸。分析：本題考查金屬防護的常用方法，熟練掌握金屬防護的常用方法的種類和方法是解題的關鍵?。10.在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是()A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子答案：A解析：解答：根據(jù)電鍍原理，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，含有鍍層金屬離子的溶液為電鍍液。分析：本題考查電解原理的應用實驗，熟練掌握電鍍原理和電極反應是解題的關鍵?。11.如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是()A．4>2>1>3B．2>1>3>4C．4>2>3>1D．3>2>4>1答案：A解析：解答：在原電池中，活潑金屬為負極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護起來，其被腐蝕的速度大大減小，所以裝置3中的鐵被腐蝕的速率比1中的慢；反之，當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2中的鐵比容器1中的鐵腐蝕得快。容器4是一個電鍍池，在這里Fe是陽極，不斷地以Fe2＋的形式進入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四種容器中，容器4中鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析，鐵被腐蝕的快慢順序為：4>2>1>3。分析：本題考查金屬腐蝕速率的比較，金屬的腐蝕，從本質上講也是組成原電池發(fā)生氧化還原反應的結果。12.下列有關生鐵煉鋼的敘述錯誤的是()。A．添加必要的元素，改善鋼材的組織結構和性能B．適當降低生鐵中的含碳量，除去大部分硫、磷等雜質C．加入硅、錳、鋁等合金元素調整成分并脫去鋼水中的氧D．除去生鐵中的非金屬元素答案：D解析：解答：生鐵煉鋼是通過氧化還原反應降低生鐵中碳的含量，除去一些有害元素(如硫、磷)，并把其他元素(硅、釩、錳、鉻等)的含量調控到指定范圍的過程，并不是僅除去生鐵中的非金屬元素，故選D。分析：本題考查由生鐵冶煉得到鋼的反應原理，熟練掌握鋼鐵的冶煉是解題的關鍵?。13.下列說法正確的是()A．所有不銹鋼都只含有金屬元素B．我國流通的硬幣材質是金屬單質C．廣東正在打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具D．鎂合金的硬度和強度均高于純鎂答案：D解析：解答：合金的性能優(yōu)于它的組分。分析：本題考查金屬與合金在性能上的主要差異，熟練掌握合金的組成和性質是解題的關鍵?。14.下列有關化工生產(chǎn)的主要設備及尾氣的主要成分完全正確的是()A．煉鐵—電爐—CO、CO2、N2B．氨氣—氧化爐—N2、H2C．煉鋼—轉爐—Fe2O3、COD．硫酸—合成塔—SO2、SO3答案：C解析：解答：煉鐵—高爐—CO、CO2、N2氨氣—合成塔—N2、H2、NH3硫酸(SO2→SO3)—接觸室—SO2，SO3分析：本題考查煉鐵、煉鋼、制取氨氣和硫酸的設備和尾氣成分的判斷，題目難度不大。15.下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是()A．電解熔融的氯化鋁制鋁B．電解熔融的氯化鎂制鎂C．電解氯化鈉溶液制鈉D．高溫下用H2還原氧化鎂制鎂答案：B解析：解答：氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下以分子形式存在，其中缺少自由移動的離子，基本不導電，故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁。A不可選。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中電解時，電子被H＋得到，因而電解比氫活潑的金屬陽離子的水溶液是得不到金屬單質的。C不可選。比Al活潑的金屬很難用一般的還原劑(如H2、CO、C等)把它們從化合物中還原出來。況且，MgO熔點很高。工業(yè)上制取鎂是采用電解熔融MgCl2的方法。D不可選。分析：本題考查金屬的常見冶煉方法，熟練掌握金屬的冶煉原理是解題的關鍵?。16.在冶金工業(yè)上，均不能用通常化學還原劑制得的金屬組是()A．Na，Ba，Mg，AlB．Na，K，Zn，F(xiàn)eC．Zn，F(xiàn)e，Cu，AgD．Mg，Al，Zn，F(xiàn)e答案：A解析：解答：金屬的冶煉方法，根據(jù)金屬的活動性歸納如下：方法名稱冶煉的金屬舉例電解法：K～Al；2Al2O34Al＋3O2↑還原劑法：Zn～Cu；2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3加熱法：Hg、Ag；HgS＋O2Hg＋SO2因為活潑金屬的陽離子氧化性很弱，一般還原劑難以將它還原為金屬，所以采用電解法，不活潑金屬的陽離子氧化性強，加熱時可從化合物內部得電子被還原成單質，所以可用加熱法。分析：本題考查金屬的冶煉方法，熟練掌握金屬活動性順序表和金屬冶煉原理是解題的關鍵?。與Na金屬性相近，用K與鈉鹽共熔時，很難將Na從混合物中分離。若調整溫度到一定程度，則可用Na與KCl反應制取金屬K。已知四種物質的熔沸點如下：KNaKClNaCl熔點(℃)770801沸點(℃)7741500(升華)1431根據(jù)平衡移動原理，可推知，用Na與KCl反應制取K的適宜溫度是()A．℃～770℃B．770℃～774℃C．774℃～℃D．1413℃～1500℃答案：C解析：解答：金屬活動性順序表中，Na排在鉀的后面，似乎不能從鉀的熔鹽中置換出K。但將Na與KCl共熔，其共熔體中Na＋、K＋、Cl－和電子自由移動；如果繼續(xù)加熱，則Na、K、NaCl和KCl中先沸騰者逸出。工業(yè)上，就是采用這種原理用Na還原K的，因為K的沸點比Na、NaCl、KCl的沸點都低。分析：本題考查金屬冶煉的一般原理、化學平衡移動原理，利用化學平衡原理解釋實驗現(xiàn)象，熟練掌握化學平衡移動原理的醫(yī)用是解題的關鍵?。18.下列關于金屬腐蝕的說法不正確的是()A．金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實質是：M＋nH2O=M(OH)n＋H2↑B．金屬的化學腐蝕的實質是M－ne－=Mn＋，電子直接轉移給氧化劑C．金屬的化學腐蝕不一定在酸性條件下進行D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕答案：A解析：解答：金屬的腐蝕不一定是發(fā)生化學腐蝕，在潮濕的空氣中被腐蝕時，往往是發(fā)生電化學腐蝕，并不一定放出H2。分析：本題考查金屬的化學腐蝕和電化腐蝕原理，熟練掌握原電池原理是解題的關鍵?。19.下列事實與電化學腐蝕無關的是()A．光亮的自行車鋼圈不易生銹B．黃銅(Cu、Zn合金)制的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠C．銅、鋁電線一般不連接起來作導線D．生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹答案：A解析：解答：自行車鋼圈外面鍍了一層不易發(fā)生化學變化的金屬，阻止了鋼鐵與空氣的接觸，所以不易生銹，與電化學腐蝕無關。分析：本題考查金屬的電化學腐蝕與保護，熟練掌握金屬腐蝕的防護是解題的關鍵?。20.鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是()A．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素B．一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應C．鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應D．在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕答案：B解析：解答：A項，鐵合金中含有非金屬元素C，B項：鐵粉與水蒸氣反應的方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，C項：鐵形成合金后其化學性質不變，鐵合金中的鐵仍然能與鹽酸發(fā)生反應，D項，鍍鋅鐵板中金屬Zn比Fe活潑，若發(fā)生電化學腐蝕，鐵被保護，鋅被腐蝕。分析：本題考查鐵合金的組成、性質等，熟練掌握合金的概念及其重要應用是解題的關鍵?。二．非選擇題21.鋼鐵工業(yè)對促進經(jīng)濟和社會發(fā)展起了重要作用。(1)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，在________分開始生成生鐵和爐渣。答案：爐身|爐腰(2)煉鋼時，除磷的化學方程式為____________________；加入硅、錳和鋁的目的是_______________________。答案：2P＋5FeO＋3CaOCa3(PO4)2＋5Fe|脫氧和調整鋼的成分(3)不銹鋼含有的Cr元素是在煉鋼過程的氧吹________(填“前”或“后”)加入，原因是______________________。答案：后|避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr會形成爐渣被除去”)(4)煉鐵和煉鋼生產(chǎn)中，尾氣中均含有的主要污染物是________。從環(huán)保和經(jīng)濟角度考慮，上述尾氣經(jīng)處理可用作________。答案：CO|燃料(還原劑)解析：解答：(2)煉鋼時，P被FeO氧化，生成的P2O5與CaO結合成Ca3(PO4)2而除去，據(jù)此即可寫出方程式。(4)煉鐵尾氣主要含有N2、CO、CO2等，煉鋼尾氣主要含有CO、CO2、Fe2O3粉塵等，共同的主要污染物為CO。分析：本題考查煉鐵和煉鋼的反應原理、設備、尾氣等，題目難度不大，熟練掌握金屬冶煉原理是解題的關鍵?。22.下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖，結合鋁生產(chǎn)的流程圖解答下列各題：(1)工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是__________(填化學式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品__________(填物質名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。答案：Al2O3|碳素材料(2)氧化鋁熔點高達2050℃，工業(yè)上為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉中采取的措施是_________________________________________________。答案：加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2(3)在冶煉過程中，陽極材料需要定期地進行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：______________________________________(用化學方程式表示)。答案：C＋O2CO2(4)工業(yè)上制取金屬鎂時是電解熔融MgCl2，電解反應方程式為____________________________，鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個用氯化物，一個用氧化物________________________________。答案：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑|因為MgO熔點太高，MgCl2熔點低，電解MgCl2耗能少。AlCl3是共價化合物，熔化時不能發(fā)生電離解析：解答：(1)鋁土礦的主要化學成分是Al2O3，另外還有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，電解前必須進行提純。石油煉制、煤的干餾的固體物質的成分為碳，具有導電性，可以作為陽極和陰極材料。(2)純凈Al2O3的熔點很高，而其電解必須在熔融狀態(tài)下進行，若采用純凈的Al2O3進行電解，則加熱熔融需要耗費大量的能量，所以工業(yè)上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化鈣(CaF2)助熔。(3)工業(yè)冶煉鋁的關鍵操作是電解，電解時陽極發(fā)生氧化反應，熔融物中的O2－失電子，生成O2，在電解過程中陽極的材料碳逐漸與生成的氧氣反應，在高溫條件下生成CO2。(4)因為MgCl2為離子化合物，熔融時能發(fā)生電離；AlCl3為共價化合物，熔融時不發(fā)生電離；再者MgO熔點很高，很難熔化，耗能太大。分析：該題以工業(yè)冶煉金屬鋁為載體考查了原料的判斷、原理的詮釋以及能量的合理利用，題目難度中等。23.如圖所示水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：(1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕。答案：電化學(2)若試管內液面上升，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應式為：負極：____________________，正極：____________________。答案：弱酸性或中|吸氧|2Fe－4e－=2Fe2＋|O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)若試管內液面下降，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕。電極反應式為，負極：____________________，正極：____________________。答案：較強的酸|析氫|Fe－2e－=Fe2＋|2H＋＋2e－=H2↑解析：解答：根據(jù)原電池的構成條件：有兩種不同的材料(Fe為負極，碳為正極)，有電解質溶液，形成閉合回路；可知鐵釘?shù)母g屬于電化學腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕的條件原理及結果可知：試管內液面上升，說明是試管內壓強減小，試管內氣體被吸收所致，是鐵釘吸氧腐蝕的結果，據(jù)此寫出電極反應式；試管內液面下降，說明是試管內氣體壓強變大，試管內產(chǎn)生了新氣體所致，是鐵釘析氫腐蝕的結果，據(jù)此寫出電極反應式。分析：本題考查鐵的化學腐蝕、原電池的電極判斷、電極方程式的書寫等，題目難度不大，熟練掌握原電池原理是解題的關鍵?。24.某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有人設計了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。填寫下面空白。(1)圖中標號處需加入的相應物質分別是①________、②________、③________、④________、⑤________；答案：①鐵屑|②稀硫酸|③稀硝酸|④氫氧化鈉|⑤氫氧化鈉(2)寫出①處發(fā)生反應的離子方程式______________________________________；寫出③處發(fā)生反應的化學方程式______________________________________；答案：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe=2Au＋3Fe2＋|3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)鐵紅的化學式為________；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅________；氧化銅________________。答案：Fe2O3|用作紅色涂料|用作制造銅鹽的原料解析：解答：由工藝流程圖示知，E為鐵元素的離子，而A為銅、金的單質，