高中化学必修第二册第8章　第1节　第1课时

第八章第一节第1课时A组·基础达标1．金属冶炼的实质是()A．金属元素失去电子B．金属元素获得电子C．金属元素被氧化了D．金属元素可能被氧化了，也可能被还原了【答案】B【解析】大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在，其化合价为正价，在冶炼过程中得电子被还原，B正确。2．海水蕴藏着丰富的化学资源。仅通过物理方法就能从海水中获得的物质是()A．烧碱 B．金属镁C．淡水 D．溴单质【答案】C3．海水是宝贵的化学资源，不能从海水中提取的物质有()A．Si B．Br2C．Na D．Cl2【答案】A4．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是()A．电解法 B．热还原法C．热分解法 D．铝热法【答案】A【解析】可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来判断，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，用电解法才能得到金属锂。5．下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是()A．电解MgCl2水溶液制备金属MgB．利用铝热反应制备金属AlC．用加热分解Fe2O3的方法制备金属铁D．用火法或湿法均可制备金属铜【答案】D【解析】应电解熔融的MgCl2冶炼Mg，A错误；铝热反应是Al和某些金属氧化物反应，B错误；铁的冶炼是用CO还原Fe2O3，C错误。6．冶炼金属的三种方法是①热分解法；②热还原法；③电解法。人类用量处于前三位的金属是铁、铝、铜。(1)冶炼铝常用到的方法是______(填序号，下同)。(2)冶炼铜和铁的常用方法是________。【答案】(1)③(2)②7．海洋约占地球表面积的71%，且具有巨大的开发潜力。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。如图为海水蒸馏示意图，请回答下列问题。(1)冷却水的进水口是________(填“a”或“b”)。(2)碎瓷片的作用是____________(填“防止爆沸”或“作催化剂”)。【答案】(1)a(2)防止爆沸8．从海水中可以获得淡水、食盐，也可提取镁和溴等物质。(1)海水淡化的方法主要有___________________________________(填一种)。(2)从海水中提取镁的流程如下图所示：流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是____________________________；写出反应②的化学方程式：_________________________________________________________。(3)从海水中提取溴的主要反应原理是向浓缩的海水中通入氯气，将溴离子氧化。试写出该反应的离子方程式：____________________________________________________。【答案】(1)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法等)(2)过滤MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－【解析】(1)海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。(2)从沉淀池中分离出Mg(OH)2沉淀使用过滤方法，反应②的化学方程式为MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑。(3)Cl2能氧化Br－得到Cl－和Br2：Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。B组·能力提升9．下列化工生产原理错误的是()①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝④炼铁时，高炉中所发生的反应都是放热反应，故无须加热A．②③ B．①③C．①②③ D．②③④【答案】D【解析】钠特别活泼，加入氯化镁溶液时，钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg2+和OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错误；冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温条件，④错误。10．利用海洋资源获得的部分物质如图所示。下列说法正确的是()A．从海水中获取淡水，历史最久的方法是离子交换法B．实验室中从海带中获得I2，需要用到的主要仪器有蒸发皿、漏斗、烧杯、分液漏斗等C．用SO2溶液吸收从苦卤中吹出的单质溴时，发生的离子反应是Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2-,4)＋2Br－D．用石灰石、盐酸等从苦卤中提取镁时，发生反应的反应类型有化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应【答案】C【解析】从海水中获取淡水历史最悠久的方法是蒸馏，A错误；提取海带中的碘元素不需要溶液蒸发，不需要蒸发皿，B错误；用二氧化硫溶液吸收从苦卤中吹出的单质溴时，二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸，C正确；海水提取镁单质的过程中发生的反应有CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2、Mg2+＋2OH－=Mg(OH)2↓、Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O、MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑，所以涉及的反应有化合反应、复分解反应和分解反应，不涉及置换反应，D错误。11．工业上对海水资源综合利用的部分工艺流程如下图所示。(1)目前大量制造淡水，大部分使用的方法是________(填字母)。A．蒸馏法 B．凝固法C．离子交换法 D．逆渗透法(2)粗盐中因含有________成分而易潮解。(3)粗盐的提纯有如下实验操作：①加入过量Ba(OH)2溶液；②加入过量NaOH溶液；③加入过量BaCl2溶液；④加入过量Na2CO3溶液；⑤加入过量盐酸；⑥过滤；⑦蒸发结晶。正确的实验操作顺序是________(填字母)。A．③②④⑥⑤⑦ B．③④②⑤⑦C．②③④⑤⑥⑦ D．①④⑥⑤⑦(4)实验室中模拟上述操作，在过滤、蒸发的操作中要用到玻璃棒，其目的分别是_________________________________、____________________________________。【答案】(1)A(2)MgCl2、CaCl2(3)AD(4)使过滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒搅拌，防止局部过热使液滴或晶体飞溅【解析】(3)物质分离与提纯的原则：不增、不减、易分离、易复原，故Na2CO3一定要在BaCl2之后加入，HCl一定要在过滤之后加入，BaCl2与NaOH也可用Ba(OH)2代替。(4)过滤时玻璃棒起引流的作用，蒸发时用于搅拌。12．某化学兴趣小组以海带为原料获得少量碘水，并以CCl4为萃取剂将碘从碘水中提取出来。具体过程如下：请回答：(1)步骤③用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________________。(2)步骤④可用酸化的H2O2溶液氧化碘化钾，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________。(3)步骤⑤中萃取剂也可用苯，理由是______________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)漏斗(2)H2O2＋2I－＋2H＋=2H2O＋I2(3)苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度更大课后测评一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(山西浑源五中月考)在田径运动会投掷项目的比赛中,投掷链球、铅球、铁饼和标枪等都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,若不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地的过程中()A.物体的机械能先减小后增大B.物体的机械能先增大后减小C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小答案D解析不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地过程中机械能守恒,A、B均错误;物体斜向上飞行过程中,动能减小,重力势能增大,物体下落过程中,动能增大,重力势能减小,D正确,C错误。2.(山东潍坊模拟)在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,篮球以约1m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.6kg,篮筐离地高度约为3m,忽略篮球受到的空气阻力,则该同学罚球时对篮球做的功大约为()A.1J B.10J C.50J D.100J答案B解析该同学将篮球投出时的高度约为h1=1.8m,根据动能定理有W-mg(h-h1)=12mv2,解得W=7.5J,B项最接近,故选项B3.一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动,如图运动员的运动方向与水平方向的夹角为53°,运动员做匀变速直线运动的加速度大小为3g4。已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,正确的(A.运动员动能的增加量为15mgℎB.运动员动能的增加量为3C.运动员重力势能的减少量为3mgℎD.运动员的机械能减少了15答案A解析运动员下落的高度是h,则飞行的距离L=ℎsin53°=54h,运动员受到的合外力F合=ma=34mg,动能的增加等于合外力做的功,即ΔEk=W=34mg×54h=1516mgh,故A正确,B错误;运动员下落的高度是h,则重力做功为WG=mgh,所以运动员重力势能的减少量为mgh,故C错误;运动员重力势能的减少量为mgh,动能的增加量为154.如图所示,小车以较大的速度冲上斜坡,受阻力作用,则在这个过程中,下列关于小车的说法正确的是()A.机械能增加B.克服阻力做的功等于机械能的减少量C.减少的动能等于增加的重力势能D.因为要克服阻力做功,故克服重力做的功小于克服阻力做的功答案B解析以较大的速度冲上斜坡时,受阻力作用,部分的机械能转化为内能,所以机械能减小,故A错误;除重力外,只有阻力做功,小车克服阻力做的功等于机械能的减少量,故B正确;由于阻力做负功,所以减少的动能大于增加的重力势能,故C错误;克服重力做功,与克服阻力做功的大小无法比较,故D错误。5.(安徽合肥一中检测)弹簧发生弹性形变时,其弹性势能的表达式为Ep=12kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是形变量。如图所示,一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处,该物体从静止开始落向弹簧。设弹簧的劲度系数为k,忽略空气阻力,则物体的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)(A.mgh+m2g22kC.mgh+m2g2k 答案A解析物体和弹簧组成的系统机械能守恒,当弹簧压缩h1时物体受力平衡,mg=kh1,此时动能最大,由机械能守恒定律得mg(h+h1)=12kℎ12+Ekm,故E6.(北京丰台区一模)摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目,它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时,转轮始终不停地匀速转动,下列说法正确的是()A.在最高点,乘客处于超重状态B.任一时刻乘客受到的合力都不等于零C.乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变答案B解析在最高点,乘客具有向下的加速度,处于失重状态,选项A错误;乘客做圆周运动,任一时刻受到的合力都不等于零,选项B正确;乘客在乘坐过程中匀速转动,向心力时刻指向圆心,大小不变,向心力由座椅对乘客的作用力与乘客的重力的合力提供,由力的合成与牛顿第三定律可知乘客对座椅的压力不可能始终不变,选项C错误;乘客在乘坐过程中匀速转动,动能不变,但重力势能在变化,所以机械能也在变化,选项D错误。7.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动。某次训练中,轮胎的质量为5kg,与轮胎连接的拖绳与地面夹角为37°,轮胎与地面间的动摩擦因数是0.8。若运动员拖着轮胎以5m/s的速度匀速前进,则10s内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)()A.500J B.750J C.1250J D.2000J答案C解析对轮胎受力分析如图所示,Fcosθ=Ff,FN+Fsinθ=mg,Ff=μFN,得F=μmgcosθ+μsinθ=0.8×500.8+0.8×0.6N=31.25N,10s内运动员对轮胎做功W=Fcosθ·vt=31二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。下列说法正确的是()A.在轨道Ⅱ上,卫星的运行速度大于7.9km/sB.在轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度C.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道ⅡD.在轨道Ⅰ上运行的过程中,卫星、地球组成的系统的机械能不守恒答案BC解析据GMmr2=mv2r得v=GMr,第一宇宙速度v1=GMR地=7.9km/s,因r>R地,故A错误。卫星在轨道Ⅰ上运行过程中只受地球引力,它与地球组成的系统机械能守恒,因rP<rQ,故vP>vQ,故D错误,BGMmrQ2故vQ2>vQ1,C正确。9.(山东菏泽月考)在抢险救灾工作中常见到直升机的身影。如图为直升机抢救伤员的情景,直升机悬停在空中,用绳索将伤员由静止向上吊起,绳索对伤员做功的功率恒定,不计空气阻力,则在伤员加速上升的过程中()A.绳索对伤员的拉力越来越小B.伤员克服重力做功的功率恒定C.伤员运动的速度变化越来越慢D.合力对伤员做功的功率越来越大答案AC解析绳索对伤员的拉力做功的功率不变,而伤员加速上升,速度增大,由P=Fv可知,绳索对伤员的拉力F越来越小,A项正确;由P1=mgv可知,伤员克服重力做功的功率不断增大,B项错误;由F-mg=ma可知,伤员运动的加速度越来越小,速度变化得越来越慢,C项正确;合力对伤员做功的功率(F-mg)v=P-mgv,由于P不变,速度越来越大,则合力对伤员做功的功率越来越小,D项错误。10.中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置如图所示。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机作用带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上行驶,某时刻的速度为v0,从该时刻起小车开始加速,经过时间t前进的距离为s,且速度达到最大值vmax。设这一过程中电动机的输出功率恒为P,小车所受阻力恒为Ff,那么这段时间内牵引力所做的功为()A.Pt B.FfvmaxtC.Ffs D.12mvmax答案ABD解析牵引力的功率恒为P,则牵引力做的功W=Pt,A正确;当牵引力等于阻力时,小车速度达到最大值,则有P=Ffvmax,B正确;小车加速阶段牵引力大于阻力,C错误;对小车加速阶段,由动能定理得W-Ffs=12m三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)(河南洛阳模拟)某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验。(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验,除了所给的器材,从图中还必须选取的实验器材是。

(2)下列方法有助于减小实验误差的是。

A.在重物的正下方地面铺海绵B.必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C.重复多次实验,重物必须从同一位置开始下落D.重物的密度尽量大一些(3)完成实验后,小明用刻度尺测量纸带上点间距离时如图所示,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,则B点对应的速度vB=m/s。

若H点对应的速度为vH,重物下落的高度为hBH,重物质量为m,当地重力加速度为g,为得出实验结论,需要比较mghBH与的大小关系(用题中字母表示)。

答案(1)AEF(2)D(3)1.351解析(1)实验中需要用刻度尺测量纸带上点间距离,从而可知重物下降的距离,以及各点对应的瞬时速度。纸带上相邻两计数点的时间间隔已知,所以不需要秒表。实验时不必测重物的质量和所受力,故不需要天平和测力计。必须选取的实验器材为重物、打点计时器、刻度尺。(2)在重物的正下方地面铺海绵可以防止摔坏实验器材,但对减小实验误差没有帮助,故A不符合题意;不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒,故B不符合题意;重复多次实验时,重物不需要从同一位置开始下落,故C不符合题意;重物的密度尽量大一些,可以相对减小阻力的影响,以减小实验误差,故D符合题意。(3)B点的瞬时速度等于A、C两点间的平均速度,vB=xAC2T=5.40×1如果机械能守恒,重物减少的重力势能等于增加的动能,则mghBH=1212.(10分)“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验如图甲所示。甲(1)下列器材中不必要的一项是(填字母代号)。

A.天平B.低压交流电源C.毫米刻度尺(2)某同学在该实验中得到了一条如图乙所示的纸带,图中O点为打点计时器打下的第一点,可以看做是重物运动的起始点,从后面某点起选取连续打下的三个点A、B、C,各点间距离为s0、s1、s2。已知相邻两点之间的时间间隔为T,重力加速度为g,设所用重物的质量为m,则从起点O到打下B点的过程中,重物动能的增加量ΔEk=,重物重力势能的减少量ΔEp=。(用题目中的字母表示)

乙(3)通过计算,在数值上ΔEpΔEk(填“>”“=”或“<”),原因是重物在下落过程中,除重力做功之外还有。

丙(4)某同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度,他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以12v2为纵轴画出了如图丙所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是;该同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g(选填“>”“=”或“<”)k答案(1)A(2)m(s1+s2)28T2mg(=解析(1)由于动能和势能的表达式中都有物体的质量可以消去,不必测量,因此不必要的仪器是天平。(2)由于B点为AC的中间时刻,因此打B点的速度等于AC段的平均速度vB=s因此物体增加的动能ΔEk=1重物重力势能的减小量ΔEp=mgh=mg(s0+s1)。(3)减小的重力势能大于增加的动能,原因是除重力做功外还有空气阻力做功,导致机械能减少。(4)根据mgh=12mv2-12mv02,整理得可知g=k图线不过坐标原点就是打第一个点时速度不为零,可能的原因是先释放重物,再接通电源。13.(10分)(山东泰安高一检测)一辆汽车正以20m/s的速度向东匀速行驶在某水平路面的AB段上,汽车前方的BC段,由于刚刚维修过比较粗糙。小明观察汽车中控屏并记录下汽车通过整个ABC路段的不同时刻的速度,作出了v-t图像如图乙所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切)。假设运动过程中汽车发动机的输出功率保持80kW不变,汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自保持不变。求:(1)汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力Ff1和Ff2。(2)小明通过中控屏记录了BC路段的长度约为122.5m,那么这辆汽车连同乘客的质量m约是多少?答案(1)4000N8000N(2)1.2×103kg解析(1)汽车在AB段匀速行驶,有P=Ff1v1则有Ff1=Pv1=8000020汽车在BC段运动,当t=15s时匀速行驶,有P=Ff2v2则有Ff2=Pv2=8000010N(2)汽车在5~15s内做变减速直线运动,而汽车发动机的功率P不变,由动能定理有Pt-Ff2x=12mv22−12mv1214.(12分)如图所示,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N,P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s