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課時跟蹤訓(xùn)練(八)　金 屬 材 料 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是(　　) ①可以電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉 ②可以將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂 ③用電解法冶煉鋁時，原料是氯化鋁 ④煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故不需加熱 A．②　　　　　　　　　 B．②③ C．①②③ D．②③④ 2．下列敘述不正確的是(　　) A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極 B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕 C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)為2Cl－—2e－===Cl2↑ 3．以下金屬的冶煉(“―→”前為原料，“―→”后為所得的金屬)，其中最適宜用熱還原法冶煉的是(　　) ①MgCl2―→Mg?、贛nO2―→Mn?、踆nO―→Zn?、蹾gO―→Hg?、荽盆F礦―→Fe?、轓aCl―→Na A．①②④　　　　　　　 B．③④ C．②③⑤⑥ D．②③⑤ 4．用無機礦物資源生產(chǎn)部分材料，其產(chǎn)品流程示意圖如下： 下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．制取粗硅時生成的氣體是CO B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅以及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應(yīng) C．黃銅礦冶煉銅時，SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用于冶煉鐵 D．粗硅制高純硅時，提純SiCl4可用多次蒸餾的方法 5．下列關(guān)于煉鐵和煉鋼的說法中，錯誤的是(　　) A．煉鐵是鐵礦石還原的過程 B．煉鋼是生鐵被氧化的過程 C．煉鐵高爐中加入的石灰石是造渣劑 D．煉鋼轉(zhuǎn)爐中加入的生石灰是造渣劑 6．下圖所示各試管中的鐵釘最易銹蝕的是(　　) 7．鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是(　　) ①Fe由＋2價轉(zhuǎn)化為＋3價?、贠2被還原?、郛a(chǎn)生H2?、蹻e(OH)3失水形成Fe2O3H2O?、蓦s質(zhì)C被氧化除去 A．①② B．①②③④ C．③④ D．①②④⑤ 8．下列各方法中能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是(　　) ①金屬表面涂抹油漆?、诟淖兘饘俚膬?nèi)部結(jié)構(gòu) ③保持金屬表面清潔干燥?、茉诮饘俦砻孢M行電鍍 ⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．全部 9．下列關(guān)于金屬腐蝕的說法不正確的是(　　) A．金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬的化學(xué)腐蝕的實質(zhì)是M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C．金屬的化學(xué)腐蝕不一定在酸性條件下進行 D．在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕 10．在工業(yè)上，為了增強金屬的抗腐蝕能力，常常在其表面鍍上一層其他金屬或合金。若在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是(　　) A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子 B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子 C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子 D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子 二、非選擇題(本題包括4小題，共50分) 11．(14分)Ⅰ.冶煉金屬一般有下列方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)中均有運用。 (1)請對下表中的金屬冶煉方法進行分析，從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號填入表中空格。 火燒孔雀石煉銅 濕法煉銅 鋁熱法煉鉻 從光鹵石中煉鎂 火燒孔雀石[Cu2(OH)2CO3]煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(寫主要的兩個)________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 Ⅱ.金屬熱還原法廣泛用于冶金過程中。用金屬A(或其合金)作還原劑在高溫下將另一種金屬B的化合物還原以制取金屬B(或其合金)的方法，通常是按還原劑來命名。 (1)用鋁作還原劑生產(chǎn)金屬鉻，稱為鋁熱法?；瘜W(xué)方程式為________________________________________________________________________。 鋁的親氧性除用于冶煉難熔金屬外，還用于制取耐高溫的金屬陶瓷。例如將鋁粉、石墨和二氧化鈦或其他高熔點金屬的氧化物按一定比例混合均勻，然后在高溫下煅燒，即生成耐熱的(TiC)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用硅作還原劑還原V2O3冶煉釩，稱為硅熱法，化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 硅(特別是硅鐵)的價格比鋁低，所以硅熱法在鐵合金及某些金屬的生產(chǎn)中占有重要地位，但硅的還原能力不如鋁。為使硅熱還原更易進行，常加入CaO作溶劑，試分析加入CaO的作用：____________________________________________________________________。 (3)試寫出克勞爾法用鎂熱還原TiCl4生產(chǎn)海綿鈦的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 12．(10分)防止鋼鐵的腐蝕是世界級難題，每年全世界鋼產(chǎn)量的四分之一因腐蝕而損失。 (1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式為__________________、 ______________________________________________________________________。 (2)為降低某水庫的鐵閘門的被腐蝕速率，可以采用圖甲方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用________________。 A．銅 B．鈉 C．鋅 D．石墨 (3)圖乙所示方案也可降低鐵閘門被腐蝕的速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的________極。 13．(12分)(全國大綱卷)鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下： ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下： 回答下列問題： (1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式________________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應(yīng)2的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)E可作為建筑材料，化合物C是________，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)電解制鋁的化學(xué)方程式是______________________________，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________________________________________________________。 14．(14分)下面是高爐煉鐵及工業(yè)煉鋼的工藝示意圖： 根據(jù)示意圖回答下列問題： (1)煉鐵的原料Ⅰ為固體混合物，其中除鐵礦石、焦炭外，還有________，原料Ⅱ為________。 (2)高爐氣是煉鐵過程中的尾氣，該氣體對環(huán)境有害，而現(xiàn)代工業(yè)提倡節(jié)能降耗，所以可以從高爐氣中提取回收________用作燃氣。 (3)寫出煉鐵高爐中的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 (4)“百煉成鋼”是一個熟語，煉鋼的原料是生鐵，產(chǎn)物為鋼。百煉成鋼的冶煉爐名稱是________，該冶煉過程需要吹入氧氣，主要目的是除去生鐵中的________。 (5)寫出高爐煉鐵的爐渣的一種用途：________________________________________ ________________________________________________________________________。 答　案 1．選D?、阝c與水反應(yīng)；③原料是氧化鋁；④高爐煉鐵要加熱。 2．選A　鐵表面鍍鋅是應(yīng)用電解原理，鍍件鐵與電源的負極相連，作陰極，鍍層金屬鋅與電源的正極相連，作陽極，A項錯誤。 3．選D　熱還原法是多數(shù)金屬冶煉的方法，主要適用于金屬活動性順序表中處于中部或金屬活動性與之相當?shù)慕饘僖约皹O少數(shù)活潑金屬(如鉀常用鈉還原法制得)，符合題意的有②③⑤，故答案為D。 4．選B　選項A，高溫下SiO2與C反應(yīng)得到粗硅，由于C過量，所以生成的氣體是CO，正確。選項B，制造玻璃的過程中不涉及氧化還原反應(yīng)，不正確。選項C，SO2經(jīng)兩步轉(zhuǎn)化生成H2SO4，F(xiàn)eO用CO還原可得Fe，正確。選項D，SiCl4受熱變?yōu)闅怏w，多次蒸餾可除去SiCl4中的雜質(zhì)。 5．選B　煉鋼是降低生鐵中含碳量的過程；煉鐵中石灰石是造渣劑，煉鋼中生石灰作造渣劑。 6．選C　含有少量銅的鐵釘放在自來水中，會與水中溶解的少量電解質(zhì)構(gòu)成原電池，且鐵釘作為負極，腐蝕得最快。 7．選B　Fe在被腐蝕時生成Fe2＋，可能被繼續(xù)氧化成Fe3＋；發(fā)生吸氧腐蝕時O2被還原；發(fā)生析氫腐蝕時產(chǎn)生H2；其中雜質(zhì)C不能被氧化。 8．選D　金屬表面涂油漆可以防止與水、O2接觸；電鍍和表面形成氧化膜均能隔絕空氣；減緩腐蝕的方法就是防止空氣中的H2O和O2與金屬接觸。 9．選A　金屬的腐蝕不一定是發(fā)生化學(xué)腐蝕，在潮濕的空氣中被腐蝕時，往往是發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕，并不一定放出H2。 10．選A　根據(jù)電鍍原理，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，含有鍍層金屬離子的溶液為電鍍液。 11．解析：冶煉銅需要加入還原劑，冶煉鎂一般用電解法；在金屬冶煉中，加入CaO的作用一般是與SiO2反應(yīng)生成CaSiO3爐渣從而除去SiO2。 答案：Ⅰ.(1)①?、邸、邸、? Cu2(OH)2CO3△,2CuO＋CO2＋H2O C＋2CuO△,2Cu＋CO2 Ⅱ.(1)2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3 4Al＋3TiO2＋3C2Al2O3＋3TiC (2)3Si＋2V2O34V＋3SiO2 使之與反應(yīng)產(chǎn)物SiO2結(jié)合成CaSiO3從而除去SiO2 (3)2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti 12．解析：(1)發(fā)生吸氧腐蝕時，F(xiàn)e為負極：Fe－2e－===Fe2＋；正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 (2)鐵閘門上連接一塊比鐵更活潑的金屬如鋅就可由鋅失去電子被腐蝕而把Fe保護起來，鈉性質(zhì)太活潑，與H2O劇烈反應(yīng)，不可取。 (3)屬外接電流的陰極保護法，需把被保護的物件(閘門)與電源的負極相連接。 答案：(1)負極：2Fe－4e－===2Fe2＋　正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－　(2)C　(3)負 13．解析：結(jié)合Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應(yīng)后產(chǎn)物的性質(zhì)來分析流程圖一，根據(jù)螢石和純堿為原料制取冰晶石來分析流程圖二，充分利用質(zhì)量守恒等來書寫方程式。 (1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng)，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO與Ca2＋結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。 答案：(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O　 (2)CaSiO3　2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO　 (3)濃H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O (4)2Al2O34Al＋3O2↑　O2、CO2(CO) 14．解析：(1)煉鐵原料中鐵礦石提供鐵元素，焦炭是還原劑，石灰石造渣以除去鐵礦石中的脈石，空氣中的氧氣與焦炭反應(yīng)生成還原劑CO。 (2)高爐氣中的成分是二氧化碳、一氧化碳和氮氣等。 (3)煉鐵高爐中反應(yīng)很多，其中既有氧化還原反應(yīng)，又有非氧化還原反應(yīng)。 (4)煉鋼是一個復(fù)雜的工藝，利用的原料是煉鐵所得的生鐵，由于生鐵中含有較多的碳，需要在煉鋼轉(zhuǎn)爐中吹入氧氣，除去碳。 (5)爐渣的主要成分是硅酸鈣。 答案：(1)石灰石　空氣　(2)CO　(3)C＋O2CO2、 CO2＋C2CO、3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (4)煉鋼轉(zhuǎn)爐　碳　(5)制造水泥、鋪路