高中化学 第3单元 课题2《金属材料》第1课时课时作业 新人教版选修2 (1).doc

2013-2014学年高中化学 第3单元-课题2金属材料第1课时课时作业 新人教版选修2 1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是()a合金的性质与其成分金属的性质不完全相同b工业上金属mg、al都是用电解熔融的氯化物制得的c金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子d越活泼的金属越难冶炼【解析】金属镁的制备是通过电解熔融的氯化镁，而金属铝是通过电解熔融的氧化铝得到，因为氯化铝是共价化合物，b项错误。【答案】b2我国商务部公布，我国铁矿石等原材料出口大幅度回落，保证我国钢铁工业的健康发展。铁矿石用于冶炼金属铁，下列关于铁的冶炼的说法正确的是()a冶炼铁的原料有赤铁矿(主要成分是fe3o4)、焦炭、石灰石和空气b炼铁高炉中还原剂焦炭将铁从铁矿石中还原出来c黄铜矿(cufes2)可冶炼出cu、fe，同时可制取硫酸d石灰石在冶铁过程中参与了氧化还原反应【解析】铁矿石主要有：磁铁矿(主要成分fe3o4)、赤铁矿(主要成分fe2o3)、褐铁矿(主要成分2fe2o33h2o)、黄铁矿(主要成分fes2)。首先是焦炭在高炉中生成还原性气体co：co2co2，co2c2co；co再还原fe2o3：fe2o33co2fe3co2。所以还原fe2o3的是co而不是焦炭。石灰石的作用是除脉石，形成炉渣，发生的是分解和化合反应：caco3caoco2，sio2caocasio3。【答案】c3在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()ana，ba，mg，albna，k，zn，feczn，fe，cu，ag dmg，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： kal; 2al2o34al3o2还原剂法： zncu; 2alfe2o32feal2o3加热法： hg、ag; hgso2hgso2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】a4在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的叙述正确的是()a两个过程中碳原子都被氧化，都只起着提供热源的作用b炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生co的作用c炼钢过程中碳被还原，从而达到降低含碳量的目的d炼铁过程中碳参加反应，只起产生co的作用【解析】在炼铁时，焦炭的主要作用有两个：一是通过焦炭燃烧放出大量热，提供炼铁过程所需的热量；二是产生炼铁所需的还原剂co。在炼铁过程中碳被氧化。炼钢时用来降低碳含量的主要反应为：cfeocofe，这个反应在碳被氧化的同时吸收热量。综合以上分析，可知a、c、d选项是错误的。【答案】b5下列可被工业上采用的冶金方法是()a电解熔融的氯化铝制铝b电解熔融的氯化镁制镁c电解氯化钠溶液制钠d高温下用h2还原氧化镁制镁【解析】氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝，a不可选；含na、mg2、al3的水溶液电解时，电子被h得到，因而电解这样的水溶液是得不到金属单质的。c不可选；比al活泼的金属很难用一般的还原剂(如h2、co、c等)把它们从化合物中还原出来，况且，mgo的熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融mgcl2的方法。d不可选。【答案】b6金属k与na金属性相近，用k与钠盐共熔时，很难将na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用na与kcl反应制取金属k。已知四种物质的熔、沸点如下：knakclnacl熔点()63.6597.8770801沸点()774882.91 500(升华)1 413可推知，用na与kcl反应制k的适宜温度是()a97.8 770 b770 774 c774 882.9 d1 413 1 500 【解析】由题意知nakclnaclk。本反应不是利用金属的活泼性，主要利用k的沸点比钠的低，使k在加热时挥发出来，因此，温度应选择774 882.9 。【答案】c7氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是()a电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化b湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应c用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol fe3o4被co还原成fe，转移9 mol ed铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化【解析】由fe3o48e3fe4o2，知1 mol fe3o4(磁铁矿)被还原为fe时应转移8 mol电子。【答案】c8用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铁在高温下反应，使氧化铁中的铁全部还原出来，消耗氢气、碳、一氧化碳的质量比为()a111 b1314c1614 d212【解析】等质量的氧化铁在反应时得到的电子的物质的量是相等的，所以根据氧化还原反应中电子得失守恒原则，可知氢气、碳、一氧化碳在反应中要失去等物质的量的电子。三者都失去4 mol电子时，氢气需要2 mol，质量是4 g；碳需要1 mol，质量是12 g；一氧化碳需要2 mol，质量是56 g。【答案】b9铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(pbs)进行浮选；焙烧：2pbs3o22pbo2so2；制粗铅：pbocpbco；pbocopbco2。下列说法正确的是()a浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化b方铅矿焙烧反应中，pbs是还原剂，还原产物只有pboc整个冶炼过程中，制取1 mol pb共转移2 mol电子d将1 mol pbs完全冶炼成pb理论上至少需要6 g碳【解析】焙烧方铅矿(pbs)的反应中还原剂是pbs，还原产物是pbo和so2，b错误；冶炼过程中，由1 mol pbs制取1 mol pb转移4 mol电子()，c错误；pb的冶炼过程：2pbs2pbo2 mol pb因此，1 mol pbs完全冶炼成pb，理论上至少需要0.5 mol c，即6 g碳。【答案】d10把1 g含脉石(sio2)的黄铁矿样品在氧气流中灼烧，反应完全后得0.78 g残渣，则此黄铁矿的纯度是()a33% b66%c78% d88%【解析】本题采用差量法计算。设1 g样品中含fes2的质量为x。4fes211o22fe2o38so2质量差(m)4120 2160 480320160x 1 g0.78 g0.22 gx0.66 g黄铁矿的纯度为100%66%。【答案】b11古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(cu2o)、木炭混合加热到800 ，得到金光闪闪的“药金”。(1)药金的主要成分是_。(2)有关冶炼的化学方程式是：_。【解析】高温下碳酸锌分解成氧化锌和二氧化碳，木炭将赤铜和氧化锌还原成锌和铜。【答案】(1)锌和铜(2)znco3znoco2，2cu2oc4cuco2，2znoc2znco212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2 050 ，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mgcl2，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al2o3，另外还有sio2、fe2o3、tio2、h2o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al2o3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al2o3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(na3alf6)和氟化钙(caf2)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o2失电子，生成o2，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co2。(4)因为mgcl2为离子化合物，熔融时能发生电离；alcl3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)al2o3碳素材料(2)加入冰晶石(na3alf6)和少量caf2(3)co2co2(4)mgcl2(熔融)mgcl2因为mgo熔点太高，mgcl2熔点低，电解mgcl2耗能少。alcl3是共价化合物，熔化时不能发生电离13(2013济宁高二检测)工业制备铝一般是从铝土矿(主要成分是al2o3，含有fe2o3杂质)中得到纯净的al2o3，然后电解al2o3得到铝。下图是从铝土矿中提纯al2o3的简单示意图，其中涉及的一个反应是2naalo2co23h2o=na2co32al(oh)3(1)图示中(1)的实验操作是_；图示中(2)加入的试剂是_。(2)试推断物质：b_，c_，h_，f_。(填化学式)(3)写出化学方程式：_；_；_；_。【解析】溶液b中通入co2产生沉淀，说明b溶液为naalo2溶液，则向铝土矿中加入的试剂是naoh溶液，操作(1)是过滤；则溶液d为na2co3，反应为ca(oh)2na2co3=caco32naoh。【答案】(1)过滤ca(oh)2(2)naalo2fe2o3caco3al2o3(3)al2o32naoh=2naalo2h2ona2co3ca(oh)2=caco32naoh2al(oh)3al2o33h2o2al2o34al3o214(2013厦门高二检测)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ti