人教版选修2 第三单元课题2 金属材料 作业 (1).doc

课题2 金属材料 同步测试一、单选题（共13题；共26分）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.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：o2+2h2o+4e=4ohd.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2cl2e=cl22.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，正确的是（）a.此过程中铜被腐蚀b.此过程中电子从fe移向cuc.正极电极反应式为：2h+2eh2d.铁钉表面发生的反应为fe3efe3+3.下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（）a.（4）（2）（1）（3）b.（4）（2）（3）（1）c.（2）（1）（3）（4）d.（3）（2）（4）（1）4.下列关于金属的冶炼，叙述错误的是（ ） a.活泼金属钠用电解法冶炼b.镁不可以用置换反应制得c.汞的冶炼能用热分解法d.铁的冶炼可以用铝热法5.能有效防止铁质栏杆锈蚀的措施是（） a.接上铜网b.定期擦去铁锈c.与石墨相连d.定期涂上油漆6.在下列环境中，铁制品最容易生锈的是（ ） a.放在纯净的氧气中b.放在干燥的空气中c.放在潮湿的空气中d.浸没在蒸馏水中7.下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（ ） a.feb.cuc.ald.hg8.如图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（ ） a.b.c.d.9.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（ ） a.利用电池外壳的金属材料b.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染c.不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品d.回收其中石墨电极10.下列有关金属的工业制法中，正确的是（ ） a.制铝：以铝土矿为原料获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝b.制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，电解熔融氧化镁得镁c.制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的nacl溶液d.制铁：以铁矿石为原料，利用焦炭与氧气反应生成的co在高温下还原得铁11.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12.下列说法正确的是（） a.镀层破损后，白铁皮(镀锌铁板)比马口铁（镀锡铁板）更耐腐蚀b.埋在潮湿地下的铁管道比地上的铁管道更耐腐蚀c.钢铁发生析氢腐蚀时，正极上发生的电极反应式为：fe-3e= fe3+d.在钢铁表面涂上一层油漆，不能达到防止钢铁锈蚀13.选用金属材料时，以下方面需要考虑的是()主要用途物理性质、化学性质价格加工难度日常维护环境保护 a.b.c.d.二、填空题（共4题；共17分）14.对mgcl2、al2o3、fe2o3和sio2组成的混合物进行下列处理，以制取金属z，并提纯氧化铝（1）和步骤中分离溶液和沉淀的操作是：_（2）金属z名称为_；残渣a为_ ， 固体c是_（3）滤液b的溶质有（填化学式）_（4）写出电解y 的化学方程式_（5）写出xb的离子方程式_（6）实验室里常往alcl3溶液中加入_（填“氨水”或“naoh溶液”）来制取al（oh）3固体，其反应的离子方程式为_ 15.炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红色锈斑请回答：写出铁锅腐蚀时正极的电极反应式：_ 16.工业上由黄铜矿（主要成分cufes2）冶炼铜的主要流程如下：（1）气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收a浓h2so4 b稀hno3 cnaoh溶液 d氨水（2）用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈红色，说明溶液中存在_（填离子符号），检验溶液中还存在fe2+的方法是_（注明试剂、现象）（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_（4）利用反应2cu+o2+2h2so42cuso4+2h2o可制备cuso4 ， 若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_ 17.将铁棒和石墨棒插入盛有饱和nacl溶液的u形管中形成如图装置： 当开关k1闭合，则铁发生电化学腐蚀中的_腐蚀当开关k2闭合，则总反应的离子方程式为_三、实验探究题（共1题；共4分）18.每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁腐蚀也给人类带来了巨大的损失，因此如何更好地进行金属防护，一直是科学研究领域中的重要课题。 （1）钢铁在潮湿的空气中的锈蚀主要属于_，沿海地区的钢铁腐蚀比内陆地区更严重的原因是_。 （2）据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨ph3.5。在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中正极发生的反应是_。 （3）在工业上常用亚硫酸钠除去水中溶解的氧，防止输水管被腐蚀，请简要说明原因_。 四、综合题（共2题；共10分）19.如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重请回答： （1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是（填实验序号）_ （2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_ （3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_（答两种方法） （4）已知铁丝样品质量为3.5g，经实验测得未锈蚀铁的质量分数为80%则未锈蚀铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为_l（标准状况） 20.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气（h2或co）法；活泼金属置换法；电解法四种方法各有优缺点，在工业上均有应用 （1）一种无色气体a与红热的炭反应，得到另一种无色气体b，b与灼热的氧化铜反应，又得到a，则a、b分别为 （填序号） a.o2、co2b.o2、coc.co2、cod.co、co2（2）下列说法错误的是 （填序号） a.对废旧金属最好的处理方法是回收、再利用b.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步c.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得d.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等（3）钛（ti）有“未来钢铁”之称，工业上常以ticl4+2mg ti+2mgcl2获得海绵状钛，该反应在下列哪种环境中进行 （填序号） a.稀有气体中b.空气中c.氮气中d.co2气体中答案解析部分一、单选题1.【答案】a 【解析】【解答】解：a、铁表面镀锌，镀层是锌，应作阳极；镀件是铁，应作阴极，故a错误 b、船底镶嵌锌块，锌、铁和海水构成原电池，锌作负极，铁作正极，锌被腐蚀从而保护了铁，故b正确c、钢铁的吸氧腐蚀中，正极上氧气得电子发生还原反应和水生成氢氧根离子，电极反应式为o2+2h2o+4e=4oh ， 故c正确d、工业上电解饱和食盐水时，氯离子的放电能力大于氢氧根离子，所以阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2cl2e=cl2，故d正确故选a【分析】a、电镀时，镀件作阴极b、原电池中较活泼的金属作负极，正极被保护c、钢铁的吸氧腐蚀中，正极上氧化剂得电子发生还原反应d、电解氯化钠溶液时，阳极上阴离子失电子发生氧化反应2.【答案】b 【解析】【解答】a、因铁比铜活泼，所以在腐蚀过程中铁失电子被氧化腐蚀，所以a错误；b、在原电池中，电子流动方向是由负极铁流向正极铜，所以b正确；c、吸氧腐蚀中，正极反应为：2h2o+o2+4e=4oh ， 所以c错误；d、铁钉表面发生的反应为fe2efe2+ ， 所以d错误所以选b【分析】本题考察了钢铁的吸氧腐蚀原理要注意，在钢铁腐蚀中，铁失电子变成亚铁离子3.【答案】a 【解析】【分析】根据装置可知，（1）是铁的化学腐蚀。（2）、（3）是原电池，其中前者铁是负极，加快腐蚀，后者铁是正极，被保护；（4）是电解池，铁和电源的正极相连，作阳极，失去电子，被腐蚀，因此答案选a。【点评】金属的防护一般根据电化学原理，常用的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外接电流的阴极保护法。4.【答案】b 【解析】【分析】答案：ba正确，活泼金属钠用电解法冶炼：2nacl2nacl2;b不正确，镁可以用置换反应制得，mgocmgco；c正确，汞的冶炼能用热分解法，2hgo2hgo2；d正确，铁的冶炼可以用铝热法：如fe2o32al2feal2o3。5.【答案】d 【解析】【解答】a、接上铜网与铁形成原电池，铁活泼作负极加快锈蚀，故a不符合题意；b、定期擦去铁锈，不能隔绝氧气和水，不能防止钢铁锈蚀，故b不符合题意；c、与石墨相连，石墨与铁形成原电池，铁活泼作负极加快锈蚀，故c不符合题意；d、定期涂上油漆，能隔绝氧气和水，能防止钢铁锈蚀，故d符合题意故答案为：d【分析】根据金属的腐蚀可知铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈，据此进行分析即可.6.【答案】c 【解析】【解答】解：a、常温下，在纯净的氧气中，铁与氧气不反应，故a错误； b、在干燥空气中缺少水，铁不容易生锈，故b错误；c、在潮湿空气中，铁与水和氧气充分接触，容易生锈故c正确；d、浸没在蒸馏水中可以使铁与氧气隔绝，不容易生锈，故d错误；故选c【分析】铁与氧气和水充分接触时容易生锈，水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件；如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈7.【答案】c 【解析】【解答】解：afe用热还原法冶炼，故a不选； bcu用热还原法冶炼，故b不选；cal的性质很活泼，用电解其氧化物的方法冶炼，故c选；dhg用热分解法冶炼，故d不选；故选：c【分析】电解法：冶炼活泼金属k、ca、na、mg、al，一般用电解熔融的氯化物（al是电解熔融的al2o3）制得；热还原法：冶炼较不活泼的金属zn、fe、sn、pb、cu，常用还原剂有（c、co、h2等）；热分解法：冶炼不活泼的金属hg、ag用加热分解氧化物的方法制得8.【答案】d 【解析】【解答】解：根据图知，装置是原电池，在中，金属铁做负极，中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，所以，装置是电解池，其中金属铁为阳极，被保护腐蚀，有防护腐蚀措施的腐蚀，所以腐蚀速率是： 故选d【分析】先判断装置是原电池还是电解池，再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较，从而确定腐蚀快慢顺序9.【答案】b 【解析】【解答】解：回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的故选b【分析】根据废电池对环境的污染问题来分析进行集中处理的原因10.【答案】d 【解析】【解答】解：a因为氯化铝是分子晶体，熔融状态下氯化铝不导电，制铝：从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的氧化铝来获取金属铝，故a错误； b镁和热水反应生成氢氧化镁和氢气，不能用氢气还原氧化镁制取镁，工业制镁是电解熔融氯化镁：mgcl2 mg+cl2，故b错误；c工业制钠是电解熔融nacl：2nacl 2na+cl2，而电解纯净的nacl溶液：2nacl+2h2o 2naoh+h2+cl2，得不到钠，故c错误；d工业上常用用co在高温下还原铁矿石炼铁：3co+fe2o3 2fe+3co2 ， 制得铁，故d正确；故选d【分析】aalcl3为共价键化合物，熔融alcl3中没有离子，不能导电；b海水中含氯化镁，可用于工业制镁，工业制镁是电解熔融氯化镁来制取；c工业制钠是电解熔融nacl来制取，电解纯净的nacl溶液得到的是氢氧化钠和氢气和氯气；d工业上常用用co在高温下还原铁矿石炼铁11.【答案】b 【解析】【解答】氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存在，其中缺少自由移动的离子，基本不导电，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。a不可选。na、mg2、al3在水溶液中电解时，电子被h得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子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。【分析】本题考查金属的常见冶炼方法，熟练掌握金属的冶炼原理是解题的关键。12.【答案】a 【解析】【分析】在潮湿的环境中钢铁更易生锈，b不正确；原电池中负极是失去电子，正极得到电子，c不正确；油漆能隔绝空气，能达到防止钢铁锈蚀，d不正确，所以正确的答案选a。【点评】原电池的正负极的判断(从原电池反应实质角度确定)：（1）由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极，一般地，负极材料与电解质溶液要能发生反应。（2）由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，则此电极为正极，燃料电池除外。13.【答案】d 【解析】【分析】正确答案：d选用金属材料考虑以下方面：强度：其中包括屈服强度，抗拉强度，抗压强度，这个说明材料能承受多大的应力而不发生变行，不被破坏。这个对于结构材料来说是重要指标。弹性模量：对植入人体的生物材料需要考虑，例如充当骨骼的金属生物材料。硬度：硬度是影响材料耐磨性的一个因素，硬度越大耐磨性越好。金属材料在与其他物体接触发生相对运动的时候，保证自身表面不受到损耗，需要考虑金属材料的耐磨性。疲劳强度：材料承受周期性载荷的时候所能承受的最大应力，比如说齿轮，不满足疲劳强度会让金属材料寿命过短，不满足要求。密度：一些航天器用材料，首先选用密度低得金属材料。价格：优先选用成本低的金属材料。耐蚀性：处于酸碱溶液等强烈腐蚀环境工作的金属材料，要考虑材料表面耐腐蚀性。高温性能：某些条件需要高温合金，在几百度以上依然能承受载荷。强度仍然可以很高。二、填空题14.【答案】过滤；镁；氧化铁；氧化铝；naalo2、na2sio3、naoh；mgcl2mg+cl2；al2o3+2oh2alo2+h2o；sio2+2oh=sio32+h2o；氨水；al3+3nh3h2oal（oh）3+3nh4+ 【解析】【解答】mgcl2、al2o3、fe2o3和sio2组成的混合物加水溶解，al2o3、fe2o3和sio2不溶于水，以固体形式先除去，因此，沉淀x为al2o3、fe2o3和sio2 ， 滤液y中mgcl2溶液，在hcl氛围中加热、蒸发结晶可得mgcl26h2o，脱水生成mgcl2 ， 电解得到金属z即镁；沉淀x为al2o3、fe2o3和sio2加入过量烧碱发生反应al2o3+2oh2alo2+h2o，sio2+2oh=sio32+h2o，残渣a为fe2o3 ， 滤液b为偏铝酸钠和硅酸钠的溶液，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成固体c即氧化铝（1）根据以上分析和步骤中分离溶液和沉淀的操作是过滤，故答案为：过滤；（2）根据以上分析金属z名称为镁；残渣a为氧化铁，固体c是氧化铝，故答案为：镁；氧化铁；氧化铝；（3）滤液b的溶质有naalo2、na2sio3、naoh；故答案为：naalo2、na2sio3、naoh；（4）镁是活泼金属，应采用电解其熔融盐的方法冶炼，所以工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，反应方程式为：mgcl2mg+cl2，故答案为：mgcl2mg+cl2；（5）沉淀x为al2o3、fe2o3和sio2加入过量烧碱发生反应al2o3+2oh2alo2+h2o，sio2+2oh=sio32+h2o，故答案为：al2o3+2oh2alo2+h2o；sio2+2oh=sio32+h2o；（6）实验室里常往alcl3溶液中加入氨水可以制取氢氧化铝，氢氧化铝不溶于弱碱，反应原理为：al3+3nh3h2oal（oh）3+3nh4+ ， 故答案为：氨水；al3+3nh3h2oal（oh）3+3nh4+ 【分析】mgcl2、al2o3、fe2o3和sio2组成的混合物加水溶解，al2o3、fe2o3和sio2不溶于水，以固体形式先除去，因此，沉淀x为al2o3、fe2o3和sio2 ， 滤液y中mgcl2溶液，在hcl氛围中加热、蒸发结晶可得mgcl26h2o，脱水生成mgcl2 ， 电解得到金属z即镁；沉淀x为al2o3、fe2o3和sio2加入过量烧碱发生反应al2o3+2oh2alo2+h2o，sio2+2oh=sio32+h2o，残渣a为fe2o3 ， 滤液b为偏铝酸钠和硅酸钠的溶液，通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成固体c即氧化铝15.【答案】2h2o+o2+4e=4oh 【解析】【解答】解：铁、碳和电解质溶液构成原电池，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2h2o+o2+4e=4oh ， 故答案为：2h2o+o2+4e=4oh 【分析】铁、碳和电解质溶液构成原电池，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应16.【答案】c、d；fe3+；取少量溶液，滴加kmno4溶液，kmno4溶液紫色褪去，则溶液中存在fe2+；3cu2o+2alal2o3+6cu；4h+o2+4e2h2o 【解析】【解答】解：（1）由流程图转化可知，气体a中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，a浓h2so4不能吸收二氧化硫，故a错误；b稀hno3可以吸收二氧化硫，但生成no污染大气，故b错误；cnaoh溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，不产生新的污染气体，故c正确；d氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，不产生新的污染气体，故d正确；故答案为：c、d；（2）fe3+遇kscn溶液变为血红色，用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈红色，说明含有fe3+；fe2+具有还原性，可以利用kmno4溶液检验，取少量溶液，滴加kmno4溶液，kmno4溶液紫色褪去，故答案为：fe3+；取少量溶液，滴加kmno4溶液，kmno4溶液紫色褪去，则溶液中存在fe2+；（3）由流程图转化可知，cu2o与al反应置换反应生成al2o3与cu，反应方程式为3cu2o+2alal2o3+6cu，故答案为：3cu2o+2alal2o3+6cu；（4）原电池正极发生的是化合价降低得电子的反应，根据方程式可知是o2得电子，另外，由于h2so4存在，所以发生的o2酸性条件下的电极反应：4h+o2+4e2h2o，故答案为：4h+o2+4e2h2o【分析】（1）由流程图转化可知，气体a中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体，二氧化硫是酸性氧化物，结合选项中各物质的性质判断；（2）用稀h2so4浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈红色，说明含有fe3+；fe2+具有还原性，可以利用kmno4溶液检验；（3）由流程图转化可知，cu2o与al反应置换反应生成al2o3与cu；（4）根据原电池原理，正极发生的是化合价降低得电子的反应17.【答案】吸氧；2c1+2h2o 2oh+h2+c12 【解析】【解答】解：当开关k1闭合，则构成原电池，在中性环境下，金属发生的是吸氧腐蚀；故答案为：吸氧；当开关k2闭合，则构成电解池，铁是阴极，在阳极上氯离子发生失电子的氧化反应，在阴极上氢离子发生得电子的还原反应，总反应式：2c1+2h2o 2oh+h2+c12，故答案为：2c1+2h2o 2oh+h2+c12 【分析】当开关k1闭合，则构成原电池，在中性环境下，金属发生的是吸氧腐蚀；当开关k2闭合，则构成电解池，在阳极上发生失电子的氧化反应，在阴极上发生得电子的还原反应，根据电解原理来回答三、实验探究题18.【答案】（1）电化学腐蚀(或吸氧腐蚀)；沿海地区潮湿的空气中含电解质nacl等加速金属腐蚀（2）2h2e=h2（3）na2so3将水中的o2还原，防止输水管发生电化学腐蚀 【解析】【解答】钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，负极：fe2e=fe2 ， 正极：o22h2o4e=4oh。在酸性环境下正极反应为：2h2e=h2。由于钢铁的腐蚀一般为吸氧腐蚀，氧气的浓度和水的多少是影响钢铁腐蚀的重要因素，因此减小氧气的浓度，可以减缓钢铁的腐蚀，na2so3可以除去水中的o2。【分析】本题考查金属的电化学腐蚀与保护，熟练掌握原电池原理是解题的关键。四、综合题19.【答案】（1）3、4、5、6（2）温度湿度电解质的存在（3）电镀刷漆等表面覆盖法及牺牲阳极保护阴极法等（4）1.12 【解析】【解答】解：（1）3、4、5、6中铁丝表面发生了变化，说明铁丝发生了电化学腐蚀，故答案为：3、4、5、6；（2