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2017_2018学年高中化学课时跟踪训练八金属材料新人教版选修2

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高中化学审核员

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                      课时跟踪训练(八) 金 属 材 料

    一、选择题(本题包括         10 小题,每小题      5 分,共  50 分)
    1.下列化工生产原理错误的是(  )
    ①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠
    ②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
    ③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝
    ④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故不需加热
    A.②                              B.②③
    C.①②③                            D.②③④
    2.下列叙述不正确的是(  )
    A.铁表面镀锌,铁作阳极
    B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀

                                          -      -
    C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应为             O2+2H2O+4e  ===4OH

                                         -     -
    D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应为                 2Cl —2e  ===Cl2↑
    3.以下金属的冶炼(“―→”前为原料,“―→”后为所得的金属),其中最适宜用热
还原法冶炼的是(  )

    ①MgCl2―→Mg ②MnO2―→Mn ③ZnO―→Zn ④HgO―→Hg ⑤磁铁矿―→Fe 
⑥NaCl―→Na
    A.①②④                            B.③④
    C.②③⑤⑥                           D.②③⑤
    4.用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下:


    下列有关说法不正确的是(  )
    A.制取粗硅时生成的气体是            CO
    B.生产铝、铜、高纯硅以及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

    C.黄铜矿冶炼铜时,SO2        可用于生产硫酸,FeO        可用于冶炼铁

    D.粗硅制高纯硅时,提纯           SiCl4 可用多次蒸馏的方法
    5.下列关于炼铁和炼钢的说法中,错误的是(  )
    A.炼铁是铁矿石还原的过程
    B.炼钢是生铁被氧化的过程
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    C.炼铁高炉中加入的石灰石是造渣剂
    D.炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂
    6.下图所示各试管中的铁钉最易锈蚀的是(  )


    7.钢铁在锈蚀过程中,下列            5 种变化可能发生的是(  )

    ①Fe 由+2   价转化为+3     价 ②O2   被还原 ③产生       H2 ④Fe(OH)3 失水形成    Fe2O3·H2O 
⑤杂质   C 被氧化除去
    A.①②                             B.①②③④
    C.③④                             D.①②④⑤
    8.下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是(  )
    ①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
    ③保持金属表面清洁干燥 ④在金属表面进行电镀
    ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
    A.①②③④                           B.①③④⑤
    C.①②④⑤                           D.全部
    9.下列关于金属腐蚀的说法不正确的是(  )
                                                     n

    A.金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是                M+nH2O===M(OH)n+2H2↑
    B.金属的化学腐蚀的实质是            M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
    C.金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行
    D.在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
    10.在工业上,为了增强金属的抗腐蚀能力,常常在其表面镀上一层其他金属或合金。
若在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下方案设计正确的是(  )
    A.锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子
    B.铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
    C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子
    D.锌作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
    二、非选择题(本题包括          4 小题,共    50 分)
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    11.(14 分)Ⅰ.冶炼金属一般有下列方法: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。四种方法在工业中均有运用。
    (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          湿法炼铜       铝热法炼铬         从光卤石中炼镁


    火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜所发生反应的化学方程式为(写主要的两个)
________________________________________________________________________、
    ________________________________________________________________________。
    Ⅱ.金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属                   A(或其合金)作还原剂在高温下将另一
种金属   B 的化合物还原以制取金属           B(或其合金)的方法,通常是按还原剂来命名。
    (1)用铝作还原剂生产金属铬,称为铝热法。化学方程式为
________________________________________________________________________。
    铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外,还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石
墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀,然后在高温下煅烧,即生
成耐热的(TiC),该反应的化学方程式为____________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (2)用硅作还原剂还原        V2O3 冶炼钒,称为硅热法,化学方程式为
________________________________________________________________________。
    硅(特别是硅铁)的价格比铝低,所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地
位,但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行,常加入                          CaO 作溶剂,试分析加入
CaO 的作用:
____________________________________________________________________。

    (3)试写出克劳尔法用镁热还原            TiCl4 生产海绵钛的化学方程式:
________________________________________________________________________。
    12.(10 分)防止钢铁的腐蚀是世界级难题,每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损
失。


    (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为__________________、
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    ______________________________________________________________________。
    (2)为降低某水库的铁闸门的被腐蚀速率,可以采用图甲方案,其中焊接在铁闸门上的
固体材料    R 可以采用________________。
    A.铜                              B.钠
    C.锌                              D.石墨
    (3)图乙所示方案也可降低铁闸门被腐蚀的速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的
________极。

    13.(12 分)(全国大纲卷)铝是一种应用广泛的金属,工业上用                      Al2O3 和冰晶石(Na3AlF6)混
合熔融电解制得。

    ①铝土矿的主要成分是          Al2O3 和 SiO2 等。从铝土矿中提炼       Al2O3 的流程如下:


    ②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:


    回答下列问题:
    (1)写出反应    1 的化学方程式________________________________________________。
    (2)滤液Ⅰ中加入      CaO 生成的沉淀是________,反应        2 的离子方程式为
________________________________________________________________________。
    (3)E 可作为建筑材料,化合物          C 是________,写出由     D 制备冰晶石的化学方程式
________________________________________________________________________。
    (4)电解制铝的化学方程式是______________________________,以石墨为电极,阳极
产生的混合气体的成分是
________________________________________________________。
    14.(14 分)下面是高炉炼铁及工业炼钢的工艺示意图:


    根据示意图回答下列问题:
    (1)炼铁的原料Ⅰ为固体混合物,其中除铁矿石、焦炭外,还有________,原料Ⅱ为
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________。
    (2)高炉气是炼铁过程中的尾气,该气体对环境有害,而现代工业提倡节能降耗,所以
可以从高炉气中提取回收________用作燃气。
    (3)写出炼铁高炉中的氧化还原反应的化学方程式:
    ________________________________________________________________________。
    (4)“百炼成钢”是一个熟语,炼钢的原料是生铁,产物为钢。百炼成钢的冶炼炉名称
是________,该冶炼过程需要吹入氧气,主要目的是除去生铁中的________。
    (5)写出高炉炼铁的炉渣的一种用途:________________________________________
    ________________________________________________________________________。

                                    答 案

    1.选  D ②钠与水反应;③原料是氧化铝;④高炉炼铁要加热。
    2.选  A 铁表面镀锌是应用电解原理,镀件铁与电源的负极相连,作阴极,镀层金属
锌与电源的正极相连,作阳极,A              项错误。
    3.选  D 热还原法是多数金属冶炼的方法,主要适用于金属活动性顺序表中处于中部
或金属活动性与之相当的金属以及极少数活泼金属(如钾常用钠还原法制得),符合题意的
有②③⑤,故答案为         D。

    4.选  B 选项    A,高温下    SiO2 与 C 反应得到粗硅,由于        C 过量,所以生成的气体是

CO,正确。选项      B,制造玻璃的过程中不涉及氧化还原反应,不正确。选项                        C,SO2 经两步

转化生成    H2SO4,FeO 用 CO 还原可得    Fe,正确。选项      D,SiCl4 受热变为气体,多次蒸馏可

除去   SiCl4 中的杂质。
    5.选  B 炼钢是降低生铁中含碳量的过程;炼铁中石灰石是造渣剂,炼钢中生石灰作
造渣剂。
    6.选  C 含有少量铜的铁钉放在自来水中,会与水中溶解的少量电解质构成原电池,
且铁钉作为负极,腐蚀得最快。

                               2+                    3+
    7.选  B Fe  在被腐蚀时生成       Fe  ,可能被继续氧化成         Fe  ;发生吸氧腐蚀时        O2 被还

原;发生析氢腐蚀时产生           H2;其中杂质     C 不能被氧化。

    8.选  D 金属表面涂油漆可以防止与水、O2              接触;电镀和表面形成氧化膜均能隔绝空

气;减缓腐蚀的方法就是防止空气中的                 H2O 和 O2 与金属接触。
    9.选  A 金属的腐蚀不一定是发生化学腐蚀,在潮湿的空气中被腐蚀时,往往是发生

电化学腐蚀。在中性环境中发生吸氧腐蚀,并不一定放出                        H2。
    10.选  A 根据电镀原理,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,含有镀层金属离子的
溶液为电镀液。
    11.解析:冶炼铜需要加入还原剂,冶炼镁一般用电解法;在金属冶炼中,加入
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CaO 的作用一般是与       SiO2 反应生成   CaSiO3 炉渣从而除去     SiO2。
    答案:Ⅰ.(1)① ③ ③ ④

    Cu2(OH)2CO3△,2CuO+CO2+H2O

    C+2CuO△,2Cu+CO2
    Ⅱ.(1)2Al+Cr  O    高温     2Cr+Al O
                 2 3 = = = = =      2 3
    4Al+3TiO +3C    高温     2Al O +3TiC
             2    = = = = =   2 3
    (2)3Si+2V O    高温     4V+3SiO
              2 3 = = = = =       2

    使之与反应产物       SiO2 结合成  CaSiO3 从而除去   SiO2
    (3)2Mg+TiCl    高温     2MgCl +Ti
                4 = = = = =    2
                                                -     2+             -
    12.解析:(1)发生吸氧腐蚀时,Fe            为负极:Fe-2e      ===Fe ;正极:O2+4e      +

         -
2H2O===4OH 。
    (2)铁闸门上连接一块比铁更活泼的金属如锌就可由锌失去电子被腐蚀而把                              Fe 保护起

来,钠性质太活泼,与          H2O 剧烈反应,不可取。
    (3)属外接电流的阴极保护法,需把被保护的物件(闸门)与电源的负极相连接。

                         -      2+              -           -
    答案:(1)负极:2Fe-4e        ===2Fe  正极:O2+4e      +2H2O===4OH  (2)C (3)负

    13.解析:结合      Al2O3、SiO2 与 NaOH 溶液反应后产物的性质来分析流程图一,根据萤
石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图二,充分利用质量守恒等来书写方程式。

    (1)在加入   NaOH 溶液时,Al2O3   和 SiO2 都能与   NaOH 反应,分别生成      NaAlO2 和

                           -     2+
Na2SiO3。(2)加入   CaO 后,SiO23  与 Ca  结合生成难溶物       CaSiO3;滤液Ⅱ中主要含有        AlO

-2 ,通入  CO2 后生成沉淀    Al(OH)3,煅烧后生成      Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成

CaSO4 和 HF 气体;HF、Na2CO3、Al(OH)3   三者没有发生氧化还原反应,根据质量守恒定律可

写出化学方程式。(4)电解          Al2O3 制取金属铝,加入的冰晶石为助熔剂;阳极产生的                    O2 能与

石墨电极反应生成        CO2(可能含有    CO)。

    答案:(1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O 
                                               -
    (2)CaSiO3 2AlO-2 +CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO23   

    (3)浓 H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O
            通电,高N温a3AlF6
              = = = = =
    (4)2Al2O3   4Al+3O2↑ O2、CO2(CO)
    14.解析:(1)炼铁原料中铁矿石提供铁元素,焦炭是还原剂,石灰石造渣以除去铁矿
石中的脉石,空气中的氧气与焦炭反应生成还原剂                     CO。
    (2)高炉气中的成分是二氧化碳、一氧化碳和氮气等。
    (3)炼铁高炉中反应很多,其中既有氧化还原反应,又有非氧化还原反应。
    (4)炼钢是一个复杂的工艺,利用的原料是炼铁所得的生铁,由于生铁中含有较多的碳,
需要在炼钢转炉中吹入氧气,除去碳。
    (5)炉渣的主要成分是硅酸钙。
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答案:(1)石灰石 空气 (2)CO (3)C+O                △     CO 、
                                    2 = = = = = 2
CO +C    高温    2CO、3CO+Fe   O   高温     2Fe+3CO
  2   = = = = =            2 3 = = = = =       2
(4)炼钢转炉 碳 (5)制造水泥、铺路
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