2017-2018学年人教版选修2 第三单元课题2 金属材料 作业 (1)
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高中化学学习材料(精心收集**整理制作)人教版化学高二选修2第三单元课题2金属材料同步练习一、选择题1.下列各工业生产中,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.⑤⑥C.①②③D.⑤⑥⑦答案:A解析:解答: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。
分析:本题考查化学工业中有关石灰石、生石灰、熟石灰作为原料的问题,熟练掌握相关化学工艺是解题的关键。
2.铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接,自来水管锈蚀最快的是( )A.铁水龙头B.铜水龙头C.塑料水龙头D.陶瓷水龙头答案:B解析:解答:铁制水管和铜制水龙头两种材料可以构成原电池的两极,其中铁管作负极,铜作正极,水可作电解质溶液,这样铁发生电化学腐蚀,而其他选项不能构成原电池。
分析:本题考查金属的电化学腐蚀,熟练掌握铁做电极组成的原电池中电极的判断是解题的关键。
3.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,除去大部分硫、磷等有害杂质C.用还原剂把铁的氧化物还原成铁D.加入合金元素改善生铁性能答案:B解析:解答:由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的部分杂质。
分析:本题考查高炉炼铁的化学反应原理,熟练掌握炼铁的目的是解题的关键。
4.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H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O ⑤杂质C被氧化除去A.①②B.①②③④C.③④D.①②④⑤答案:B解析:解答:Fe在被腐蚀时生成Fe2+,可能被继续氧化成Fe3+;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。
分析:本题考查钢铁腐蚀的原理和过程,熟练掌握金属腐蚀原理是解题的关键。
金属的腐蚀及防止一、金属腐蚀1.(双选)下列关于金属腐蚀的叙述正确的是( )A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+n H2O M(OH)n+H2↑B.金属的化学腐蚀实质是M-n e-M n+C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行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解析:金属腐蚀的实质是金属失电子,生成金属阳离子,一般金属发生电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。
答案:BD2.下列说法正确的是( )A.影响金属腐蚀速率的因素主要是金属本身的性质B.一般情况下,温度越低,金属腐蚀越明显C.金属发生电化学腐蚀时没有化学腐蚀发生D.健身器材上面刷油漆并不能防锈解析:一般来说,金属的化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生,金属腐蚀的速率主要由金属本身的性质决定。
答案:A二、金属的电化学腐蚀3.下列关于钢铁腐蚀的叙述中正确的是( )A.吸氧腐蚀时正极放出氧气B.析氢腐蚀时正极放出氢气C.化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍解析:吸氧腐蚀时正极上氧气得到电子被还原,析氢腐蚀时正极放出氢气;化学腐蚀不如电化学腐蚀速率快,析氢腐蚀不如吸氧腐蚀普遍。
答案:B4.下列事实不能用电化学原理解释的是( )A.铝片不需要特殊的保护方法B.炒过菜的铁锅未清洗易生锈C.轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌D.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀解析:铝在表面能生成一层氧化铝保护膜,与电化学知识无关。
炒过菜的铁锅未清洗易生锈,是因为铁和内部的石墨与未清洗的菜汁形成了原电池,铁被腐蚀而生锈。
轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌,是因为形成了原电池后,锌比铁活泼,作负极被腐蚀,船体被保护。
镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀,是因为镀锌铁与潮湿的空气形成了原电池后,锌比铁活泼,锌被腐蚀,铁被保护。
镀锡铁与潮湿的空气形成了原电池后,铁比锡活泼,铁作负极被腐蚀。
答案:A5.铁是用途最广的金属材料之一。
为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如右图所示)。
课题2 金属材料1.掌握炼铁、炼钢、电解法制铝的原理。
2.了解金属腐蚀和防止的有关知识。
3.能举例说明金属材料的特点。
4.举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。
一、从矿石中获得金属 1.生产过程金属矿物――――――――→探矿、采矿、选矿矿石――――――→冶炼氧化还原反应金属 2.钢铁的冶炼(1)炼铁的原理是利用氧化还原反应,在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来,原料是铁矿石、焦炭、石灰石、空气,产生还原剂的反应是 C +O 2=====高温CO 2,CO 2+C=====高温2CO ,炼铁的反应是3CO +Fe 2O 3=====高温2Fe +3CO 2,造渣的反应是 CaCO 3=====高温CaO +CO 2↑、CaO +SiO 2=====高温CaSiO 3,高炉煤气的成分是 N 2、CO 、CO 2。
(2)炼钢的原理是在高温下用氧化剂将过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去,原料是铁水或废钢铁。
写出炼钢过程发生主要反应的化学方程式2C +O 2=====高温2CO ,2Fe +O 2=====高温2FeO ,FeO +C=====高温CO ↑+Fe ,FeS +CaO=====高温CaS +FeO 。
3.铝的冶炼(1)电解铝的原料是铝土矿(主要成分是Al 2O 3),提纯Al 2O 3的方法是:将铝土矿溶解在NaOH 溶液中,然后往溶液中通入过量的二氧化碳,过滤,灼烧,即得Al 2O 3,上述反应的化学方程式为Al 2O 3+2NaOH===2NaAlO 2+H 2O , NaAlO 2+CO 2+2H 2O===Al(OH)3↓+NaHCO 3, 2Al(OH)3=====△Al 2O 3+3H 2O 。
(2)冰晶石的化学式为 Na 3AlF 6,在电解三氧化二铝时,加入冰晶石的作用是帮助降低Al 2O 3的熔点,电解Al 2O 3的化学方程式为 2Al 2O 3=====950~970 ℃通电,Na 3AlF64Al +3O 2↑。
人教版化学高二选修2第三单元课题2金属材料同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共20题;共40分)1. (2分) (2017高二上·浏阳开学考) 金属锂是密度最小的金属,等质量的不同金属,锂可以释放出更多电子,故常用来制造高性能电池。
已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是()A . 电解法B . 热还原法C . 热分解法D . 铝热法2. (2分) (2018高二上·玉田期中) 下图所示各烧杯中均盛有海水,铁在其中被腐蚀最快和被保护最好的分别为()A . ①⑤B . ③②C . ④⑤D . ④①3. (2分) (2019高二下·浙江期末) 下列关于工业生产的说法中,错误的是()A . 工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅B . 生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱C . 工业上将粗铜电解精炼,应将粗铜连接电源的正极D . 在高炉炼铁的反应中,一氧化碳作还原剂4. (2分)铁在一定条件下容易生锈,下列有关铁生锈的叙述错误的是()A . 铁生锈一定伴随着物理变化B . 铁生锈时,铁发生了缓慢氧化C . 铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁D . 铁生锈时,会有难以察觉的热量放出5. (2分) (2016高一下·长春期中) 如图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(已知氯化铵溶液显酸性),各加入生铁块,放置一段时间.下列有关描述错误的是()A . 生铁块中的碳是原电池的正极B . 红墨水柱两边的液面变为左低右高C . 两试管中相同的电极反应式是:Fe﹣2e﹣=Fe2+D . a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀6. (2分)(2016·分宜模拟) 下列关于金属表面氧化膜的说法正确的是()A . 金属表面的氧化膜都很致密,能对金属起到保护作用B . 金属表面的氧化膜的形成都需要金属暴露在空气中很长时间才会形成C . 金属表面的氧化膜薄层的厚度会随着金属暴露在空气中的时间增长而加厚D . 某些金属表面氧化膜的形成对这些金属的广泛应用起到关键作用7. (2分) (2018高一下·江西期末) 下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是()A . 2HgO 2Hg+O2↑B . 2Al+3MnO2 2Al2O3+3MnC . 2MgO 2Mg+O2↑D . 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO28. (2分)金属腐蚀造成的损失非常严重,金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀.下列现象不能用电化学腐蚀来解释的是()A . 铜板上的铁铆钉在阴雨天易生锈B . 马口铁(镀锡的铁)破损后很快生锈C . 铜器皿在高温环境中迅速变黑D . 电工作业中若将铜、铝导线直接相连易出现接触不良现象9. (2分) (2018高三下·黑龙江开学考) 下列说法正确的是()A . 硫酸钠溶液和醋酸铅溶液均能使蛋白质变性B . 金属腐蚀的本质是金属原子失电子被氧化的过程C . 工业生产玻璃、水泥、陶瓷,均需要用石灰石为原料D . 人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物10. (2分) (2016高二上·和平期末) 用惰性电极进行电解,下列说法正确的是()A . 电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变B . 电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH﹣,故溶液pH减小C . 电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D . 电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:111. (2分) (2018高二下·钦州港期末) 自来水管与下列材料做成的水龙头连接,锈蚀最快的铁水管连接的是()A . 铜水龙头B . 铁水龙头C . 塑料水龙头D . 陶瓷水龙头12. (2分) (2018高一上·天津期末) 自然界里常见金属元素存在最多的是 Al,其次是铁,铜的含量较少。
课题2金_属_材_料1.金属元素在自然界中的存在(1)少数化学性质不活泼的金属,如金、铂以及少量的银和铜在自然界中以游离态存在。
(2)大多数金属是与氧、硫等非金属元素形成化合物而存在。
2.获得金属材料的过程获得金属材料一般要经过开采和初步加工(主要包括探矿、采矿、选矿等工序)及冶炼阶段。
3.金属冶炼的基本原理金属冶炼所依据的原理是利用氧化还原反应将金属从其化合物中还原出来。
4.金属冶炼的方法火法冶金和湿法冶金是冶金工业两种主要方法。
[跟随名师·解疑难](1)冶炼金属的实质: 金属阳离子(化合态)――→得到电子还原反应金属原子(游离态) (2)金属冶炼的方法:①热分解法:适合于位于金属活动顺序表后端(金属活动性位于氢后面)的金属,如Hg 、Ag 等。
2HgO=====△2Hg +O 2 2Ag 2O=====△4Ag +O 2②热还原法:适合于位于金属活动顺序表中部(Zn ~Pb)的金属,常用的还原剂有焦炭、CO 、H 2、活泼金属(如Al)等。
Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2 WO 3+3H 2=====高温 W +3H 2O Cr 2O 3+2Al=====高温 2Cr +Al 2O 3③电解法:适合于位于金属活动性顺序表前端的金属,如K 、Na 、Mg 、Ca 、Al 等金属。
2Al 2O 3=====电解 4Al +3O 2↑ 2NaCl=====电解 2Na +Cl 2↑[剖析典例·探技法][例1] 下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( ) A .2HgO=====△2Hg +O 2B .4Al +3MnO 2=====高温2Al 2O 3+3Mn C .2MgO=====电解 2Mg +O 2↑ D .3H 2+Al 2O 3=====△2Al +3H 2O[名师解析] 工业上冶炼镁、铝采用电解法,且电解时,应选用MgCl 2而不选用MgO ,因为MgO 的熔点比MgCl 2的高,能耗大,成本高,故C 、D 项不正确。
课后训练1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
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.金属的化合价高低D.金属的活动性大小2.下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )。
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C.钢铁发生析氢腐蚀时正极放出氢气D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用3.把生铁冶炼成碳素钢的主要目的是( )。
A.把生铁提纯,除生铁中杂质B.加入各种元素,改善生铁的性能C.用还原剂把氧化亚铁还原成铁D.适当降低生铁含碳量,除去大部分硫、磷等杂质4.铁是用途最广的金属材料之一。
为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如下图所示)。
数天后,他观察到的现象是( )。
A.铁屑不生锈,试管内液面上升B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变C.铁屑生锈,试管内液面上升D.铁屑生锈,试管内液面高度不变5.钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是( )。
A.反应①生成2 mol Fe(OH)2与反应②有4 mol Fe(OH)2参加反应时,二者电子转移数目相等B.反应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6.冶炼金属一般有下列四种方法: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:、______________。
(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________________________________________________________________________。
前言我们分析每年考上清华北大的北京考生的成绩,发现能够考上清北的学生化学的平均分都在95分以上,先开始我们认为,学习能力强的孩子化学一定学得好。
可是在分析没有考上清北的学生的成绩的时候发现,很多与清北失之交臂的学生,化学的平均分要略低,数学物理的分数却不相上下。
我们仔细讨论其中的缘由,通过对学生的调查研究发现一个令人惊讶的结论:化学学的好的学生更容易在理综上考得高分!这是因为化学学的好的学生,能够用更快的速度在理综考试中解决100分的分值,之后孩子可以用更多的时间去处理没有见过的物理难题。
物理的难题在充分的时间中得到更多考虑的空间,使得考生在理综总分上能够有所突破。
所以想上好大学,化学必须学好,化学的使命就是在高考当中帮助考生提速提分。
因此这份资料提供给大家使用,主要包含有一些课件和习题教案。
后序中有提到一些关于学习的建议。
课题2 金属材料名师导航知识梳理金属的___________性质和__________性质是金属冶炼、金属材料加工和使用的基础。
一、从矿石中获得金属金属矿物矿石金属金属冶炼法:___________法、___________法、___________法。
1.钢铁冶炼:(铁在地壳中含量___________)2.铝的冶炼:(铝在地壳中含量___________)流程:图3-2-1用途广泛的金属功能材料形状记忆合金、贮氢合金二、金属的腐蚀与防止1.金属腐蚀化学腐蚀:金属材料与其表面接触的一些物质如氧气、氯气直接发生化学反应而起的腐蚀。
电化学腐蚀:_____________金属或_____________金属与_____________接触,因发生_____________反应,比较活泼的金属_____________电子被_____________而引起的腐蚀。
吸氧腐蚀:阳极:Fe-2e-====Fe2+阴极:_______________________________________析氢腐蚀:阳极:Fe-2e-=Fe2+阴极:2H+(aq)+2e-=H2(g)↑2.金属腐蚀的防止与利用本质:金属与其接触的其他物质在一定条件下发生_____________还原反应而受到损害。
课题2 金属材料教学目标:1、举例说明金属材料的特点,了解有关的生产原理。
2、举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。
3、讨论社会发展和科技进步对材料的要求,认识化学对材料科学发展的促进作用。
4、收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料,认识新材料的发展方向。
教学重点、难点:了解有关炼铁、钢及铝的冶炼化学原理;了解金属防腐蚀的一般方法和原理。
探究建议:1、就近参观金属材料的生产、加工企业(或者观看有关影像),收集有关资料,撰写有关科学小品。
2、实验:电路板的化学刻蚀。
3、观看影像或参观:金属的电镀等。
课时划分:两课时课前预习1.炼铁的原理是利用氧化还原反应,在高温下,,原料是、、、,产生还原剂的反应是、,炼铁的反应是,造渣的反应是、,高炉煤气的成分是。
2.炼钢的原理是,原料是。
写出炼钢过程发生主要反应的化学方程式。
3.电解铝的原料是铝土矿(主要成分是Al2O3),提纯Al2O3的方法是:将铝土矿溶解在NaOH 溶液,然后往溶液中通入过量的二氧化碳,过滤,灼烧,即得Al2O3,写出上述反应的化学方程式。
4.冰晶石的化学式为,在电解三氧化铝时,加入冰晶石的作用是,电解Al2O3的化学方程式为。
电解时,阳极产生氧气,碳块要消耗,所以要定时补充碳块。
5.金属的化学腐蚀是指;金属的电化学腐蚀是指。
6.钢铁发生电化学腐蚀,主要原因是由于钢铁制品与其接触的电解质溶液构成许多微型的,铁通常作为极,电子发生反应而被腐蚀,其电极反应为。
钢铁在大气中的腐蚀通常为腐蚀,其阴极反应式为。
若电解质溶液酸性较强,则发生的是腐蚀,其电极反应式为。
7.电镀是一种特殊的电解,在电镀时,作阴极,作阳极,作电解质溶液,电镀时,电解质溶液的浓度。
如在一把小刀上镀锌,小刀接电源的极,电极反应式为。
〔方法导引〕1.炼铁和炼钢的主要区别由铁矿石冶炼成铁,再由铁冶炼成钢,这是冶炼钢铁的必经过程。
由于炼铁和炼钢的任务不同,因此采用的原料、利用的化学原理、冶炼设备等也各不相同。
课题2金_属_材_料1.金属元素在自然界中的存在(1)少数化学性质不活泼的金属,如金、铂以及少量的银和铜在自然界中以游离态存在。
(2)大多数金属是与氧、硫等非金属元素形成化合物而存在。
2.获得金属材料的过程获得金属材料一般要经过开采和初步加工(主要包括探矿、采矿、选矿等工序)及冶炼阶段。
3.金属冶炼的基本原理金属冶炼所依据的原理是利用氧化还原反应将金属从其化合物中还原出来。
4.金属冶炼的方法火法冶金和湿法冶金是冶金工业两种主要方法。
[跟随名师·解疑难](1)冶炼金属的实质: 金属阳离子(化合态)――→得到电子还原反应金属原子(游离态) (2)金属冶炼的方法:①热分解法:适合于位于金属活动顺序表后端(金属活动性位于氢后面)的金属,如Hg 、Ag 等。
2HgO=====△2Hg +O 2 2Ag 2O=====△4Ag +O 2②热还原法:适合于位于金属活动顺序表中部(Zn ~Pb)的金属,常用的还原剂有焦炭、CO 、H 2、活泼金属(如Al)等。
Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2 WO 3+3H 2=====高温 W +3H 2O Cr 2O 3+2Al=====高温 2Cr +Al 2O 3③电解法:适合于位于金属活动性顺序表前端的金属,如K 、Na 、Mg 、Ca 、Al 等金属。
2Al 2O 3=====电解 4Al +3O 2↑ 2NaCl=====电解 2Na +Cl 2↑[剖析典例·探技法][例1] 下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( ) A .2HgO=====△2Hg +O 2B .4Al +3MnO 2=====高温2Al 2O 3+3Mn C .2MgO=====电解 2Mg +O 2↑ D .3H 2+Al 2O 3=====△2Al +3H 2O[名师解析] 工业上冶炼镁、铝采用电解法,且电解时,应选用MgCl 2而不选用MgO ,因为MgO 的熔点比MgCl 2的高,能耗大,成本高,故C 、D 项不正确。
高考化学 课堂互动三点剖析CO2+C 高温 2CO-【例1】 下列关于钢和铁的说法错误的是( ) A.生铁和钢中主要成分是铁,都是混合物 B.纯铁是由铁原子构成的C.通常说的“钢铁”,意思是钢就是铁,铁就是钢,钢铁是一种物质D.生铁和钢冶炼的原理不同,冶炼时前者用还原剂,后者用氧化剂解析:生铁和钢的主要成分是铁,还含有少量的杂质,因此都是混合物。
二者差别主要是含碳量不同,造成了性能上的差别。
钢铁是指两种物质,钢具有良好的延展性,即可铸又可锻,而生铁因为含C 较多,所以硬而脆,只可铸不可锻。
生铁是用还原剂从铁矿石中把铁还原出来,钢是用氧化剂把生铁中过量的碳和其他杂质以气体或炉渣形式除去。
铁是一种金属,大多数金属是由原子直接构成的。
答案:C二、电解原理与铝的冶炼 由于铝非常活泼,无法用碳还原其氧化物而得到金属铝,现今工业上制铝是以电解法电解熔融氧化铝而得到的。
工业上冶炼铝的原料是氧化铝、冰晶石(降低氧化铝的熔点)。
氧化铝常从铝土矿中提取,铝土矿的主要成分为Al 2O 32O 、Fe 2O 3、SiO 2,提纯示意图如下:将纯净的氧化铝与冰晶石熔融电解,得到金属铝。
冶炼铝的电解槽示意图如右:阳极:6O2--12e-====3O2↑(氧化反应)阴极:4Al3++12e-====4Al(还原反应)总的反应:2Al2O3====4Al+3O2↑提示:阳极产生O2且为碳电极,发生反应:C+O2====CO2。
因此,电解过程中,氧化铝和碳块需要不断补充。
工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。
(1)为什么不用电解MgO的方法生产镁,也不用电解AlCl3的方法生产铝?__________________________________________________。
(2)冰晶石在电解中的作用是什么?_____________________________________。
课题2 金属材料(时间:30分钟)考查点一 金属的冶炼及应用1.在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的金属组是 ( )。
A .Na ,Ba ,Mg ,AlB .Na ,K ,Zn ,FeC .Zn ,Fe ,Cu ,AgD .Mg ,Al ,Zn ,Fe解析 金属的冶炼方法,根据金属的活动性归纳如下:方法名称 冶炼的金属 举例电解法: K ~Al 2Al 2O 3==========熔融电解冰晶石4Al +3O 2↑还原剂法: Zn ~Cu 2Al +Fe 2O 3=====高温2Fe +Al 2O 3加热法 Hg 、Ag HgS +O 2=====△Hg +SO 2因为活泼金属的阳离子氧化性很弱,一般还原剂难以将它还原为金属,所以采用电解法,不活泼金属的阳离子氧化性强,加热时可从化合物内部得电子被还原成单质,所以可用加热法。
答案 A2.下列有关生铁炼钢的叙述错误的是 ( )。
A .添加必要的元素,改善钢材的组织结构和性能B .适当降低生铁中的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质C .加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D .除去生铁中的非金属元素解析 生铁炼钢是通过氧化还原反应降低生铁中碳的含量,除去一些有害元素(如硫、磷),并把其他元素(硅、钒、锰、铬等)的含量调控到指定范围的过程,并不是仅除去生铁中的非金属元素,故选D 。
答案 D3.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案Ⅰ:铜铝混合物――――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积方案Ⅱ:铜铝混合物――――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是 ( )。
A .溶液A 和B 均可以是盐酸B .溶液A 和B 均可以是NaOH 溶液C .溶液A 和B 均可选用稀硝酸D .实验室中方案Ⅱ更便于实施解析 硝酸与铜、铝都能反应,不能用硝酸。
答案 C4.钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
金属的冶炼一、金属冶炼方法1.(双选)下列各种冶炼方法中,可制得相应金属的是( )A.加热分解氧化铝B.高温下分解碳酸钙C.电解液态氯化钠D.三氧化钨与铝粉高温共热解析:C项:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,D项发生铝热反应生成钨。
答案:CD2.下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是( )A.Ca、MgB.Al、FeC.Fe、CuD.Hg、Ag解析:Ca、Mg、Al适宜电解法冶炼,Hg、Ag适宜于热分解法。
答案:C3.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.MgO+H2Mg+H2OC.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO2Hg+O2↑解析:MgO不能被H2还原且其熔点很高,通常用电解熔融MgCl2的方法生产镁。
答案:B4.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
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.金属的化合价高低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,活动性较差的金属铜最先被冶炼出来,而活动性较强的Al很晚才被冶炼利用。
答案:D二、钢铁的冶炼5.下列有关生铁炼钢的叙述错误的是( )A.添加必要的元素,改善钢材的组织结构和性能B.适当降低生铁中的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质C.加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D.除去生铁中的非金属元素解析:选项A正确,如添加镍、铬等金属元素可以防腐;选项B正确,将生铁炼成钢的过程就是一个降碳、除去大部分硫、磷的过程;选项C正确,在炼钢结束时加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧;选项D不正确,钢仍然是合金,其中肯定有碳、硅等非金属元素。
答案:D6.金属材料在人类社会中发挥着重要的作用,其冶炼过程离不开化学的支持。
课题2 金属材料1.掌握高炉炼铁和电解法炼铝的原理,了解其生产过程和主要设备。
2.能列举金属腐蚀的事实,掌握金属腐蚀的原理,说明金属腐蚀的普遍性。
3.了解金属防腐的方法和电解、电镀的原理。
法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己打造了一顶铝皇冠。
他戴上铝皇冠,神气十足地接受百官的朝拜。
在宴请宾客时,拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具,而大臣们使用的是金或银制餐具。
思考:为什么当时铝很贵?答案:铝在地壳中都以化合态存在,如氧化铝等。
在19世纪中期铝冶炼的困难导致了铝价格的昂贵,甚至超过了黄金。
一、从矿石中获得金属1.金属冶炼依据的原理及采用的方法金属冶炼所依据的原理是______________________________。
冶金工业的两种主要方法是________和_____________。
2.钢铁的冶炼(1)生铁的冶炼。
①铁元素在自然界中的存在:主要以______和______等形式存在于铁矿石中,如___________、___________、______和_________等。
②原料:一般以___________、_________、___________和_________等为原料。
③主要化学反应:a.还原剂的形成_________________________________________________。
b.铁的还原:__________________________________________________。
c.炉渣的形成:________________,________________。
自主思考:①赤铁矿反应中什么是氧化剂?什么是还原剂?②按照化工生产的一般过程,在炼铁过程的实际生产中必须考虑哪些因素?③火法冶金和湿法冶金分别有哪些优点和缺点?(2)钢的冶炼。
①原料:生铁、氧气、脱氧剂。
②主要化学反应:____________________、______________________、____________________________、____________________________。
课题2金属材料(时间:30分钟)考查点一金属的冶炼及应用1.在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()。
A.Na,Ba,Mg,Al B.Na,K,Zn,Fe C.Zn,Fe,Cu,Ag D.Mg,Al,Zn,Fe解析金属的冶炼方法,根据金属的活动性归纳如下:方法名称冶炼的金属举例电解法:K~Al2Al 2O 3==========熔融电解冰晶石4Al+3O 2↑还原剂法:Zn~Cu2Al+Fe 2O 3=====高温2Fe+Al 2O 3加热法Hg、AgHgS+O 2=====△Hg+SO 2因为活泼金属的阳离子氧化性很弱,一般还原剂难以将它还原为金属,所以采用电解法,不活泼金属的阳离子氧化性强,加热时可从化合物内部得电子被还原成单质,所以可用加热法。
答案A2.下列有关生铁炼钢的叙述错误的是()。
A.添加必要的元素,改善钢材的组织结构和性能B.适当降低生铁中的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质C.加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧D.除去生铁中的非金属元素解析生铁炼钢是通过氧化还原反应降低生铁中碳的含量,除去一些有害元素(如硫、磷),并把其他元素(硅、钒、锰、铬等)的含量调控到指定范围的过程,并不是仅除去生铁中的非金属元素,故选D。
答案D3.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案Ⅰ:铜铝混合物――――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积方案Ⅱ:铜铝混合物――――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()。
A.溶液A 和B 均可以是盐酸B.溶液A 和B 均可以是NaOH 溶液C.溶液A 和B 均可选用稀硝酸D.实验室中方案Ⅱ更便于实施解析硝酸与铜、铝都能反应,不能用硝酸。
答案C4.钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应,在________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时,除磷的化学方程式为____________________;加入硅、锰和铝的目的是________________________。
(3)不锈钢含有的Cr 元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入,原因是______________________。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气中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________。
解析(2)炼钢时,P 被FeO 氧化,生成的P 2O 5与CaO 结合成Ca 3(PO 4)2而除去,据此即可写出方程式。
(4)炼铁尾气主要含有N 2、CO、CO 2等,炼钢尾气主要含有CO、CO 2、Fe 2O 3粉尘等,共同的主要污染物为CO。
答案(1)炉身炉腰(2)2P+5FeO+3CaO=====高温Ca 3(PO 4)2+5Fe 脱氧和调整钢的成分(3)后避免Cr 被氧化(或“氧吹前加入Cr 会形成炉渣被除去”)(4)CO燃料(还原剂)5.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。
请完成(1)~(3)题:(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO 4)与铁反应生成铜]。
试写出该反应的化学方程式:___________________________________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式:_________________________________________________________。
这层铜绿可以用化学方法除去,试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式:_________________________________________________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。
试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。
(铜的熔点是1183.4℃,铁的熔点是1534.8℃)_______________________________________________________。
解析本题考查有关铜的冶炼方法、铜化合物的性质,同时考查了有关铜的应用。
一方面要注意铜的性质很稳定,不易发生化学反应。
但又应知道这种稳定性是相对的,在适宜条件下也会与一些物质反应。
答案(1)Fe+CuSO 4===FeSO 4+Cu(2)2Cu+O 2+H 2O+CO 2===Cu 2(OH)2CO 3Cu 2(OH)2CO 3+4HCl===2CuCl 2+CO 2↑+3H 2O(3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低,容易铸造成型;铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀6.下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图,结合铝生产的流程图解答下列各题:(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是__________(填化学式)。
石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)氧化铝熔点高达2050℃,工业上为了降低能量消耗,在金属铝的冶炼中采取的措施是_________________________________________________。
(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期地进行更换,原因是该极材料不断被消耗,产生这种现象的原因是:______________________________________(用化学方程式表示)。
(4)工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl 2,电解反应方程式为____________________________,镁和铝都是活泼金属,为什么在电解冶炼过程中,一个用氯化物,一个用氧化物________________________________。
解析该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及能量的合理利用。
(1)铝土矿的主要化学成分是Al 2O 3,另外还有SiO 2、Fe 2O 3、TiO 2、H 2O 等,电解前必须进行提纯。
石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳,具有导电性,可以作为阳极和阴极材料。
(2)纯净Al 2O 3的熔点很高,而其电解必须在熔融状态下进行,若采用纯净的Al 2O 3进行电解,则加热熔融需要耗费大量的能量,所以工业上采用加入冰晶石(Na 3AlF 6)和氟化钙(CaF 2)助熔。
(3)工业冶炼铝的关键操作是电解,电解时阳极发生氧化反应,熔融物中的O 2-失电子,生成O 2,在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应,在高温条件下生成CO 2。
(4)因为MgCl 2为离子化合物,熔融时能发生电离;AlCl 3为共价化合物,熔融时不发生电离;再者MgO 熔点很高,很难熔化,耗能太大。
答案(1)Al 2O 3碳素材料(2)加入冰晶石(Na 3AlF 6)和少量CaF 2(3)C+O 2=====高温CO 2(4)MgCl 2(熔融)=====通电Mg+Cl 2↑因为MgO 熔点太高,MgCl 2熔点低,电解MgCl 2耗能少。
AlCl 3是共价化合物,熔化时不能发生电离7.钢铁工业已成为我国重要的支柱产业。
某大型铁矿附近有炼焦煤、石灰石、黏土矿和丰富的水资源。
(1)随着铁矿的开发,该地建立了如图所示位置关系的炼焦厂、钢铁厂、发电厂和水泥厂。
请写出图中B、D 所代表的两个工厂的名称:B.__________;D.__________。
(2)硫铁矿其外观如黄金,故又被称为“愚人金”。
现有黄金、愚人金两种小块试样,提供的仪器主要有:A.托盘天平B.酒精喷灯C.试管夹D.坩埚钳E.烧杯F.量筒另外,H 2O、空气可任意选用,请回答问题:若用物理方法来鉴别该黄金、愚人金试样,应选用的仪器为__________(填代号);②若用化学方法来鉴别该黄金、愚人金试样,应选用的仪器为__________(填代号)。
(3)煤炭燃烧排放的烟囱气中含有NO x 和SO 2。
含有碱的黄磷乳浊液能够同时去除NO x 和SO 2,这是由美国科学家研发的,命名为PhoSNO x 法。
在该方法的最后阶段NO 2-与HSO 3-反应生成(NH 4)2SO 4,其离子方程式为_________________________________________________________________。
解析(1)用到煤的是炼焦厂和发电厂,而钢铁厂则需要焦炭,故B、C 分别为炼焦厂、钢铁厂,由此推知A 为发电厂,D 为水泥厂。
(2)物理方法是利用了两种物质的密度不同进行鉴别的。
方法是用托盘天平、量筒粗略地测量黄金、愚人金的密度,其中用托盘天平粗略测量其质量,用量筒粗略测量其体积(注水法);“真金不怕火炼”,所以用灼烧法可以鉴别黄金、愚人金,愚人金灼烧有刺激性气味的气体产生,而黄金灼烧时则没有这种现象,选择的仪器是酒精喷灯和坩埚钳。
(3)由得失电子守恒,可写出离子方程式。
答案(1)炼焦厂水泥厂(2)①AF②BD(3)NO 2-+3HSO 3-+H 2O===NH 4++3SO 42-+H +考查点二金属的电化学腐蚀8.下列防腐措施中,属于化学保护法的为()。
A.用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的船壳吃水线以下部分,装上锌块D.金属表面喷漆解析化学保护法,指的是通过化学反应,阻止进一步被腐蚀。
B选项是改变了物质的内部结构;C选项是牺牲阳极的阴极保护法;D选项是利用隔离层隔绝空气。
答案A9.下列事实与电化学腐蚀无关的是()。
A.光亮的自行车钢圈不易生锈B.黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易产生铜绿C.铜、铝电线一般不连接起来作导线D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈解析自行车钢圈外面镀了一层不易发生化学变化的金属,阻止了钢铁与空气的接触,所以不易生锈,与电化学腐蚀无关。
答案A10.下列各种金属防护的方法中:①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构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,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()。
A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.全部答案D11.如右图所示水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈________性,发生________腐蚀,电极反应式为:负极:____________________,正极:____________________。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈________性,发生________腐蚀。
电极反应式为,负极:____________________,正极:____________________。