1、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 ( )。ANa，Ba，Mg，Al BNa，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 2Al 2O3 4Al3O 2= = = = = = = = = =熔 融 电 解 冰 晶 石还原剂法： ZnCu 2AlFe 2O3 2FeAl 2O3= = = = =高 温 加热法 Hg、Ag HgSO 2 HgSO 2= = = = = 因为活泼金属的阳离子氧化性很弱，一般还
2、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
3、方案：方案：铜铝混合物 测定生成气体的体积 足 量 溶 液 A 充 分 反 应方案：铜铝混合物 测定剩余固体的质量 足 量 溶 液 B 充 分 反 应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
4、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 P2O5与 CaO 结合成 Ca3(PO4)2而除去，据此即可写出方程式。(4)炼铁尾气主要含有 N2、CO、CO 2等，炼钢尾气主要含有 CO、CO 2、Fe 2O3粉尘等，共同的主要污染物为 CO。答案 (1)炉身 炉腰(2)2P5FeO3CaO Ca3(PO4)25Fe 脱氧和调整钢的成分= = = = =高 温 (3)后 避免 Cr 被氧化(或“氧吹前加入 Cr 会形成炉渣被除去”)(4)
5、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 1 183.4 ，铁的熔点是1 534.8 )_。解析 本题考查有关铜的冶炼方法、铜化合物的性
6、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)FeCuSO 4=FeSO4Cu(2)2CuO 2H 2OCO 2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO34HCl= =2CuCl2CO 23H 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
7、)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 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、Fe 2O3、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
8、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(Na 3AlF6)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；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 2O3 碳素材料(2)加入冰晶石(Na 3Al
9、F6)和少量 CaF2(3)CO 2 CO2= = = = =高 温 (4)MgCl2(熔融) MgCl 2= = = = =通 电 因为 MgO 熔点太高，MgCl 2熔点低，电解 MgCl2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
10、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)；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 NOx和 SO2。含有碱的黄磷乳浊液能够同时去除 NOx和SO2，这是由美国科学家研发的，命名为 PhoSNOx法。在该方法的最后阶段 NO2 与HSO3 反应生成(NH 4)2SO4，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
11、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)AF BD(3)NO2 3HSO 3 H 2O=NH4 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
12、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：金属表面涂抹油漆 改变金属内部结构 保持金属表面清洁干燥 在金属表面进行电镀 使
13、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 BC D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：_。解析 根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe 为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路；可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件原理及结果可知：试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉
14、吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。答案 (1)电化学 (2)弱酸性或中 吸氧2Fe4e =2Fe2 O 22H 2O4e =4OH(3)较强的酸 析氢 Fe2e =Fe2 2H 2e =H212防止钢铁的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失，根据下图回答：(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为降低某水库的铁闸门的被腐蚀速率，可以采用图甲方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R 可以采用_。A铜 B钠 C锌 D石墨(3)图乙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。解析 (1)发生吸氧腐蚀时，Fe 为负极：Fe2e =Fe2 而腐蚀；正极上：O 24e 2H 2O=4OH 。(2)铁闸门上连接一块比铁更活泼的金属如锌就可由锌失去电子被腐蚀而把Fe 保护起来。(3)属外接电流的阴极保护法，需把被保护的物件(闸门)与电源的负极相连接。答案 (1)负极：2Fe4e =2Fe2正极：O 24e 2H 2O=4OH(2)C (3)负
