2017-2018学年人教版选修2 第三单元课题2 金属材料 作业 (2)

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：____________________。