苏教版高中化学选修二高二化学智能优化训练：专题4第1单元材料的加工处理.docx

高中化学学习材料
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1．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．钢铁吸氧腐蚀的阴极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
解析：选A。

A项，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；B项，船底镶嵌锌块是应用原电池原理，活泼金属作负极被氧化，铁作正极得到保护。

2．(2011年泉州高二检测)我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。

电池总反应为：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不．正确的是( )
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用
答案：B
3．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小，②阴极质量增加，③电解过程中Cu2＋浓度不变。

则可选用的电极是( )
A．石墨作阳极，铁作阴极
B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极
C．纯铜作阳极，铁作阴极
D．铁作阳极，纯铜作阴极
答案：C
4．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。

向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结论不．可能
出现的是( )
A．烧杯中有铜无铁 B．烧杯中有铁无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
答案：B
5．金属及其化合物的应用很广泛，现举几种常见金属及其化合物的用途，回答有关问题：
(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其离子方程式为：
________________________________________________________________________。

(2)黄铜矿熔炼后得到的粗铜中含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。

请简述粗铜电解得到精铜的原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。

请从下表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

浓硫酸、稀硫酸、CuO 、NaOH 溶液
有关反应的化学方程式____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________________。

(4)合金在生活和生产上用途越来越广泛。

请用相关的知识解释在航空业上铝合金比铁合金用途更广泛的原因。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案：(1)2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
(2)电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液。

阳极上发生氧化
反应，Cu 失去电子，使Cu 单质变为Cu 2＋进入溶液：Cu －2e －===Cu 2＋；阴极上发生还原反应，
Cu 2＋得到电子在阴极上析出Cu 单质：Cu 2＋＋2e －===Cu ，从而达到精制Cu 的目的
(3)CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O
CuSO 4＋Fe===FeSO 4＋Cu
不锈钢表面有紫红色物质生成
(4)①铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；
②铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温，防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用
1．(2011年常州高二检测)下列关于金属的保护方法的说法正确的是( )
A ．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B ．白铁(镀锌铁)镀层破损后铁皮的腐蚀速率很慢
C ．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D ．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青 ，这是钢铁的电化学保护法
解析：选B 。

A 选项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部位形成有效的保护；B 选项中镀层破损后由于锌的还原性比铁强，发生电化学腐蚀时锌作负极被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀；C 选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D 选项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。

2．在铁制品上镀一定厚度的锌层，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
解析：选A 。

由电镀装置的设计方法可知，应选用锌片作阳极，铁制品作阴极，含有Zn
2＋的溶液作电镀液。

3.某同学按右图所示的装置进行电解实验。

下列说法正确的是
(双选)( )
A ．电解过程中，铜电极上有H 2产生
B ．电解初期，主反应方程式为：Cu ＋H 2SO 4=====电解
CuSO 4＋H 2↑
C ．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大
答案：BC
4．(2011年漳州高二检测)人体正常的血红蛋白中应含Fe 2＋。

若误食亚硝酸盐，则导致
血红蛋白中Fe 2＋转化为高铁血红蛋白而中毒。

服用维生素C 可解除亚硝酸盐中毒。

下列叙述
中正确的是( )
A ．亚硝酸盐是还原剂
B ．维生素
C 是氧化剂
C ．维生素C 将Fe 3＋还原为Fe 2＋
D ．亚硝酸盐被氧化
解析：选C 。

人体正常的血红蛋白中应含Fe 2＋，据题意，亚硝酸盐的毒性在于它将Fe
2＋氧化成了Fe 3＋，维生素C 则能将Fe 3＋还原为Fe 2＋。

5．玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是( )
A ．烧碱
B ．纯碱
C ．氢氟酸
D ．盐酸
解析：选C 。

氢氟酸的特性是能与SiO 2反应。

6．下列反应的方程式正确的是( )
A ．向沸水中滴加FeCl 3溶液制备Fe(OH)3胶体：
Fe 3＋＋3H 2O=====△Fe(OH)3↓＋3H ＋
B ．用氢氟酸蚀刻玻璃：4HF ＋SiO 2===SiF 4↑＋2H 2O
C ．用浓盐酸与MnO 2反应制Cl 2：
MnO 2＋2H ＋＋2Cl －=====△Cl 2↑＋Mn 2＋＋H 2O
D ．用FeCl 3溶液腐蚀印刷电路板：
Fe 3＋＋Cu===Fe 2＋＋Cu 2＋
解析：选B 。

A 中不应产生Fe(OH)3沉淀，C 、D 中未配平。

7．铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，原因是( )
A ．铝的金属活动性比铁弱
B ．铝的密度比铁的密度小
C ．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜
D ．铝不能跟氧气发生化学反应
解析：选C 。

铁在空气中发生氧化后生成的氧化物是疏松状的，导致内部金属继续被腐蚀，而铝氧化生成的氧化膜结构致密，可阻止内部铝与空气的接触，抗腐蚀能力强。

8．某溶液中有NH ＋4、Mg 2＋、Fe 2＋和Al 3＋四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，
微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是(双选)( )
A ．NH ＋4
B ．Mg 2＋
C ．Fe 2＋
D ．Al 3＋
解析：选AC 。

NH ＋4与OH －反应，微热放出氨气；Fe 2＋与OH －反应生成的Fe(OH)2很容易被
氧化成Fe(OH)3，再加入盐酸生成了Fe 3＋。

9．用质量均为100 g 的铜棒作电极，电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两个电极的质量差为28 g ，则阴极的质量为( )
A ．128 g
B ．114 g
C ．119 g
D ．121.6 g
解析：选D 。

设转移的电子数为x mol 也即生成Ag 的物质的量为x mol ，消耗Cu 的物质的量为x 2
mol 。

则阳极：Cu － 2e －=== Cu 2＋
64 g 2 mol
32x g x mol
阴极：Ag ＋＋e －===Ag
1 mol 108 g
x mol 108x g
(100 g ＋108x g)－(100 g －32x g)＝28 g ，得x ＝0.2。

所以阴极质量：100 g ＋108x g ＝121.6 g 。

10．(2011年江阴高二检测)被严重腐蚀了的铜和铁共同放入盐酸中充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有的金属阳离子为( )
A ．可能只含Fe 2＋
B ．可能只含Cu 2＋
C ．一定含有Fe 2＋和Cu 2＋
D ．可能只含Cu 2＋和Fe 3＋
解析：选A 。

当残留固体为铜时，溶液中一定含有Fe 2＋，一定不含Fe 3＋，可能含有Cu
2＋。

则选项A 正确。

11．将铁粉、铜粉、FeCl 3溶液、FeCl 2溶液和CuCl 2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。

(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有
________________________________________________________________________；
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有
________________________________________________________________________；
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，可能有________；
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。

解析：该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能(大量)共存。

该题涉及的反应有：
①Fe ＋2FeCl 3===3FeCl 2
②Fe ＋CuCl 2===Cu ＋FeCl 2
③Cu ＋2FeCl 3===2FeCl 2＋CuCl 2。

(1)若Fe 粉有剩余，则容器中就不可能有Fe 3＋、Cu 2＋，因为它们能发生上述①②反应。

(2)若CuCl 2有剩余，则容器中不可能有Fe ，可能有Fe 2＋、Fe 3＋或Cu 、Fe 2＋。

(3)若FeCl 3和CuCl 2均有剩余，则容器中不可能有Fe 、Cu ，可能有Fe 2＋。

(4)若FeCl 3有剩余，则容器中不可能有Fe 、Cu 。

答案：(1)Fe 3＋、Cu 2＋
(2)Fe 2＋、Fe 3＋或Cu 、Fe 2＋
(3)Fe 、Cu Fe 2＋
(4)Fe 、Cu
12．(2011年萧城模拟)近年，我国电子工业迅速发展，造成了大量的电路板刻蚀废液的产生和排放。

刻蚀液主要有酸性的(HCl ­H 2O 2)、碱性的(NH 3­NH 4Cl)以及传统的(HCl ­
FeCl 3)等三种，刻蚀废液中含有大量的Cu 2＋，废液的回收利用可减少铜资源的流失。

几种刻
蚀废液的常见处理方法如图： 刻蚀废液⎩⎪⎨
⎪⎧ FeCl 3型废液Fe 粉过滤滤液――→通入Cl 2 FeCl 3刻蚀液回收Cu H 2O 2型酸性废液试剂A/NaOH 溶液微米级Cu 2O NaHCO 3溶液Cu 2(OH )2CO
3
碱性刻蚀废液――→NH 3(g )
NH 4Cl Cu (NH 3)4Cl 2加热NH 3(g )CuCl 2母液――→调整 刻蚀液
(1)FeCl 3型酸性废液回收铜并使刻蚀液再生，发生的主要离子反应有Fe ＋Cu 2＋===Fe
2＋
＋Cu,2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，还有___________________________________________________， ___________________________________________________________(离子方程式表示)。

(2)HCl ­H 2O 2型刻蚀液刻蚀Cu 的过程中发生的化学反应用离子方程式可表示为：________________________________________________________________________。

(3)H 2O 2型酸性刻蚀废液回收Cu 2O 过程中，所加试剂A 的最佳选择是________(填序号)。

①酸性高锰酸钾溶液；②固体NaCl ；③甲醛；④葡萄糖
(4)碱性刻蚀液发生的反应是：2Cu ＋O 2＋4NH 4Cl ＋4NH 3·H 2O===2Cu(NH 3)4Cl 2＋6H 2O ，处理碱性刻蚀废液过程中加入NH 4Cl 固体并通入NH 3(g)的目的是：
________________________________________________________________________。

解析：(1)FeCl 3型酸性废液中含Fe 3＋、Cu 2＋、H ＋等，加入铁粉将它们还原；再通入Cl 2
将Fe 2＋氧化。

(2)氧化剂是H 2O 2，还原剂是Cu ，氧化产物是Cu 2＋，还原产物是H 2O ，则离子方程式可知。

(3)应该加入还原剂，甲醛有污染，所以使用葡萄糖更好。

(4)处理过程中
Cu(NH3)4Cl2结晶析出，加入NH4Cl固体并通入NH3(g)可以促进Cu(NH3)4Cl2生成并有利于其结晶。

答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O
(3)④
(4)促进溶液中的Cu(NH3)4Cl2生成并结晶析出
13.
(2010年福建福州一中质检)铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米的较厚的氧化铝膜。

Ⅰ.某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。

他们的实验步骤如下：a．铝片的预处理，取出一定大小的铝片，依次用苯、酒精擦洗铝片的表面；
b．用水冲洗经有机物擦洗的铝片，浸入60～70 ℃的2 mol·L－1的NaOH溶液中，以除去原有的氧化膜，约1 min后，取出用水冲洗干净，再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化铝被硫酸溶解；
c．阳极氧化，以铅为阴极，铝片为阳极，以硫酸溶液为电解液，按照如图连接电解装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。

试回答下列问题：
(1)用苯和酒精擦拭铝片的目的：
________________________________________________________________________，氢氧化钠溶液处理铝片时反应的离子方程式是
_______________________________________________________________________。

(2)阳极的电极反应式为
________________________________________________________________________。

(3)下列有关说法正确的是________(填字母代号)。

A．电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO2－4向阴极移动
C．电解过程中溶液的pH基本不变
D．电解时，铝片为阳极，被氧化
Ⅱ.另一小组针对铝表面保护膜的保护作用展开了研究，他们查阅有关资料得知：尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝，对铝制品起到保护作用，但铝制容器仍不能长期用来盛放和腌制咸菜。

究其原因，该小组设计了一个实验以探究其中的原因。

他们的实验过程如下：
实验
编号实验过程实验现象
1 取一小片铝片于试管中，加入1.0 mol·L
－1的盐酸2 mL
30秒时开始有少量气泡，然后产生气泡
的速率加快，最后铝片消失
2 取一小片铝片于试管中，加入0.5 mol·L
－1的硫酸2 mL
55秒时开始有少量气泡，然后产生气泡
的速率加快，最后铝片消失
3 取一小片铝片于试管中，加入氯化铜稀溶
液
3分钟左右表面产生少量气泡，且铝表面
析出一些红色固体
4 取一小片铝片于试管中，加入硫酸铜稀溶
液
一直没有明显的变化
你认为实验1、2中盐酸和硫酸的浓度分别为 1.0 mol·L－1、0.5 mol·L－1的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

根据该实验现象，你认为铝制容器不能长期盛放和腌制咸菜的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)苯和酒精是有机溶剂，可以去除铝表面的油污；(2)电解质溶液是酸性，所以产物中有H＋；(3)本小问考查电解池的基本原理，在电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，B选项错误。

答案：Ⅰ.(1)洗去铝表面的油污Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
(2)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(3)ACD
Ⅱ.排除氢离子浓度不同对反应的影响，探究氯离子和硫酸根离子对反应的影响
氯离子对氧化铝膜有破坏作用，因此铝制容器不能长期盛放含氯离子(食盐)的食品14．(2011年高考安徽卷)MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。

某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：
粗
MnO2样品①加稀H2SO4CO2过滤滤液
②加
NaClO3
溶液Cl2
③通入
热NaOH
溶液中蒸发
含NaClO3
的固体
过滤
滤液MnO2MnO2
(1)第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的________(写化学式)转化为可溶性物质。

(2)第②步反应的离子方程式是____＋ClO－3＋____===MnO2↓＋Cl2↑＋____。

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、________、________、________，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还有含有________(写化学式)。

(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g，第①步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第②步反应中至少需要________mol NaClO3。

解析：(1)粗MnO2样品有MnO和MnCO3，加稀H2SO4会生成CO2气体，且过滤后只剩MnO2，说明样品中的MnO、MnCO3与稀H2SO4反应转化为Mn2＋。

(2)滤液中的Mn2＋在加入NaClO3溶液后被氧化成MnO2，NaClO3被还原成Cl2；根据得失电子守恒和元素守恒配平离子方程式得5Mn2＋＋2ClO－3＋4H2O===5MnO2↓＋Cl2↑＋8H＋。

(3)蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯。

Cl2通入热NaOH 溶液中发生氧化还原反应，氧化产物为NaClO3，还原产物一定为氯元素化合价降低后对应的NaCl。

(4)CO2的物质的量n(CO2)＝
0.224 L
22.4 L/mol
＝0.01 mol，根据化学方程式MnCO3＋
H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O得n(MnCO3)＝0.01 mol，m(MnCO3)＝1.15 g。

MnO的质量m(MnO)＝12.69 g－m(MnO2)－m(MnCO3)＝12.69 g－8.7 g－1.15 g＝2.84 g，n(MnO)＝0.04 mol，由MnO＋H2SO4===MnSO4＋H2O得n(MnSO4)＝0.04 mol，①步反应后的Mn2＋总物质的量n(Mn2＋)＝0.01 mol＋0.04 mol＝0.05 mol，由(2)中的离子方程式知至少需NaClO3 0.02 mol。

答案：(1)MnO、MnCO3(2)5Mn2＋ 2 4H2O 5 1 8H＋(3)酒精灯玻璃棒蒸发皿NaCl (4)0.02。