高中化学金属材料习题新人教版选修2

1课题2金属材料习题1.钢铁制品发生吸氧腐蚀时，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是（）A.有2.8g铁被腐蚀B.消耗的气体的体积为1.12L（标准状况）C.钢铁制品表面出现气D.金属表面出现红色物质2.在一容器中放入海水，几种铁制品在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序是（）①铁②镀锡的铁③镀锌的铁④镀铜的铁A.④＞②＞①＞③B.②＞①＞③＞④C.④＞②＞③＞①D.③＞②＞④＞①3.钠玻璃中Na2O、CaO、SiO2三者的物质的量之比为1∶1∶6，则钠玻璃中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为（）A.1∶1∶6B.2∶1∶6C.1∶1∶4D.2∶1∶44.下列装置为电镀池的是（）5为保护地下钢管不受腐蚀，可采用的方法是（）A.与直流电源的负极相连接B.与直流电源的正极相连接C.与铜板相连接D.与锌板相连接6.为除去镀在铝片表面上的铜镀层，而不使铝被腐蚀，可选用下列哪种试剂（）A.浓硫酸B.稀硫酸C.浓硝酸D.稀硝酸7.下列叙述不正确的是（）A.金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍B.钢铁在干燥的空气里不易被腐蚀C.用铝质铆钉接铁板，铁板易被腐蚀D.原电池中电子由正极流入负极8.下列镁和铝单质的性质对比中，错误的是（）A.镁比铝硬B.镁比铝金属性强C.镁比铝金属性弱D.室温下都能跟浓硝酸剧烈反应9下列关于金属腐蚀正确的是（）A.金属在潮湿的空气中腐蚀的本质：M+nH2O====M（OH）n+2nH2↑B.金属的电化学腐蚀实质：M-ne-====Mn+，电子直接转移给氧化剂C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀10下列关于钢和铁的说法错误的是（）A.生铁和钢中主要成分是铁，都是混合物B.纯铁是由铁原子构成的C.通常说的“钢铁”，意思是钢就是铁，铁就是钢，钢铁是一种物质D.生铁和钢冶炼的原理不同，冶炼时前者用还原剂，后者用氧化剂11.下列有关铁的叙述错误的是（）A.由炼钢厂炼得的铁为生铁，含碳量高，硬而脆B.除去生铁中的多余碳就得到熟铁，富有延展性C.生铁含碳比熟铁更低2D.铁大多数都以氧化物的形式存在于自然界中12通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银)∶n(硝酸亚汞)=2∶1，则下列叙述中正确的是（）A.在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(Ag)∶∶1B.在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C.硝酸亚汞的分子式为HgNO3D.硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)213下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是（）A.2HgO2Hg+O2↑B.4Al+3MnO2高温2Al2O3+3MnC.2MgO电解2Mg+O2↑D.4CO+Fe3O4高温3Fe+4CO214在理论上我们可以用电解熔融的KCl的方法来制备金属钾，而实际上我们不用此法制备钾，而用熔融状态下KCl与Na反应并及时抽走K蒸气的方法制备钾，可能的原因是：①钾易溶于熔融的钾盐中；②钾蒸气易逸出而污染环境；③钾被氧化后的产物与K作用具有爆炸性；④抽走钾的蒸气有利于钠与熔融的KCl反应，其中正确的是（）A.全部B.①③C.①④D.②④15下列说法中正确的是…（）A.炼铁就是用CO把铁元素从矿石中氧化出来B.炼钢就是要除净生铁中所有的杂质元素C.生铁可铸，钢不可铸D.生铁不可锻，钢可锻可压延16铁的某种氧化物20g，在加热的条件下通入足量的CO完全反应，将生成的气体用石灰水吸收，得到沉淀37.5g，求该氧化物中铁元素与氧元素的质量比。17将铝制品与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝制品与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝制品表面形成一层较厚的氧化膜。某校研究性学习小组根据上述原理，以铝制品和铁棒为电极、一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。（1）铝制品表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为_________________________。（2）电解过程中，必须使电解液的pH保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是_________________________。（3）使用NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为_________________________。18准确称取铝土矿（含SiO2、Al2O3、Fe2O3）样品6g放入盛有100mLH2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol·L-1的NaOH的溶液，产生沉淀的物质的量（ymol）与加入NaOH溶液的体积（xmL）的关系如图3-7所示，则：图3-7（1）所用H2SO4的物质的量浓度为多少？（2）若b=2.75mL，则铝土矿中各组成成分的质量是多少？319氧化铁杆菌在污水铁管内，能促使污水铁管腐蚀产物氧化成一种沉淀物。该沉淀附着在污水铁管内壁生成硬壳状的锈瘤。有人取下锈瘤，分析发现其中的腐蚀产物含有1.5%—2.5%的硫化物，每克腐蚀产物中含有1000个硫酸盐还原菌。请回答下列问题：（1）沉淀物的颜色是_____________________。（2）硫酸盐还原菌是地球上最古老的微生物之一。这种微生物适宜的生长环境，除温度为25—30℃和pH在7.2—7.5以外，还有_____________。（3）锈瘤中的硫化物是（写化学式）_____________。（4）写出上述有关的离子反应方程式_____________。参考答案1.BD解析：钢铁发生吸氧腐蚀时，铁为负极，失去电子，消耗铁5.6g。析氢腐蚀才有气体放出，最后的红色物质是铁锈。2A解析：本题考查的知识点是金属锈蚀的原因及外界的影响，关键是要掌握原电池的反应原理：活泼的金属先腐蚀。延伸点是金属腐蚀的快慢顺序：原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属的腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质。②③④的装置为原电池装置。③中铁为正极，被保护；②④中铁为负极，均被腐蚀，但相对来说铁与铜的金属活动性差别比铁和锡的大，所以铁铜原电池中的铁被腐蚀得快一些，①中的铁是混合物，含C、Si等杂质而发生原电池反应。3C4D解析：区别电解池、电镀池及原电池，关键在于看有无外接电源，区别电解池和电镀池要看电极有无变化，所以B项是原电池，C项是电解池，D项是电镀池。若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断，主要思路是“三看”：（1）看电极：两极为导体且活泼性不同；（2）看溶液：两极插入电解质溶液中；（3）看回路：形成闭合回路或两极接触。若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同时，则为电镀池，其余情况为电解池。5AD解析：可用牺牲阳极保护法进行保护或与电源的负极相连而使金属不易失电子。6.C7.CD8AD9BD解析：钢铁在潮湿的环境中主要发生吸氧腐蚀，A项错误。金属的化学腐蚀不一定在酸性条件下进行，如铁和氯气的反应，C项错误。在掌握金属腐蚀时，可以根据下表进行掌握：化学腐蚀电化学腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应，不形成原电池因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生4反应速率电化学腐蚀＞化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀10C解析：生铁和钢的主要成分是铁，还含有少量的杂质，因此都是混合物。二者差别主要是含碳量不同，造成了性能上的差别。钢铁是指两种物质，钢具有良好的延展性，即可铸又可锻，而生铁因为含C较多，所以硬而脆，只可铸不可锻。生铁是用还原剂从铁矿石中把铁还原出来，钢是用氧化剂把生铁中过量的碳和其他杂质以气体或炉渣形式除去。铁是一种金属，大多数金属是由原子直接构成的。11C解析：一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含碳量在0.2%～1.7%的叫钢，含碳量在1.7%以上的叫生铁。12D解析：2Ag+→2Ag转移2e-，则必有2个Hg+→Hg。通相等的电量被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量比为2∶1，则1个硝酸亚汞中应含两个汞，所以硝酸亚汞的化学式为Hg2（NO3）2。13C解析：金属冶炼方法的选择要综合考虑金属活动性顺序、生产成本等因素。工业上冶炼镁可采用电解法，其原料应选用MgCl2而不是MgO，因为MgO的熔点比MgCl2的高，会消耗大量电能，成本较高。14A解析：反应的方程式为KCl+Na高温K↑+NaCl，由于K的熔、沸点比Na低，抽走K蒸气，使反应向生成K的方向进行，且安全不污染环境。15D解析：炼铁是用CO把矿石中化合态铁还原成单质铁。炼钢是除去硫、磷等元素，保留一定量碳元素，掺入一些其他金属或非金属元素，以达到人们要求的性能。生铁和钢都能铸造工件。生铁脆性很强，不能锻，钢有较好的延展性，所以可锻造和压延。16解析：CO与铁的氧化物反应生成单质铁和CO2气体。CO2通入石灰水中，与氢氧化钙反应生成CaCO3沉淀37.5g。由此可计算出CO2的质量。设生成37.5gCaCO3沉淀时，需CO2的质量为xCO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O44g100gx37.5gggxg5.3710044,x再设铁的氧化物的化学式为FexOy，则：FexOy+yCO====xFe+yCO256x+16y44y20g16.5g（x+16y）∶44y=20∶解得：x∶y=2∶5则该铁氧化物为Fe2O3。在三氧化二铁中铁元素和氧元素的质量比为m（Fe）∶m（O）=56×2∶16×3=7∶3。答案：该氧化物中铁元素与氧元素的质量比为7∶3。17解析：在铝制品表面形成氧化膜的本质反应为2Al+6H2O====2Al（OH）3+3H2↑2Al（OH）3△Al2O3+3H2O电解池的总反应方程式为2Al+6H2O====Al2O3+3H2↑+3H2O，其中铝制品作阳极，反应式为Al-3e-+3HCO-3====Al（OH）3+3CO2↑。答案：（1）Al-3e-+3HCO-3====Al（OH）3+3CO2↑（2）Al（OH）3和Al2O3都是两性物质，当电解液呈酸性或碱性时，刚形成的薄膜会被电解液溶解（3）HCO-3+OH-====CO2-3+H2O18解析：（1）此题与镁铝混合物先加酸再加碱的问题类似。由图可以看出当加进去的NaOH溶液体积为35mL时沉淀的量最多，此时溶液与Na2SO4溶液中的H+量相等，因此c（H2SO4）=21010010103533=1.75（mol·L-1）（2）b=2.75mL时，因为Al2O3—Al3+—2Al（OH）3—2OH-—22AlO，而溶解Al（OH）3所需的NaOH溶液为10mL，所以样品中有Al2O3质量为：0.5×10mol·L-1×0.01L×102g·mol-1=5.1g，沉淀Al3+所需NaOH为溶解Al（OH）3所用NaOH量的3倍，即30mL，故沉淀Fe3+所用NaOH为35-30-2.75=2.25（mL）。Fe2O3质量为：10×0.00225×1/6×160=0.6（g）SiO2的质量为：6g-5.1g-0.6g=0.3g答案：（1）所用H2SO4的物质的量浓度为1.75mol·L-1。（2）若b=2.75mL，SiO2、Al2O3、Fe2O3的质量分别为：0.3g、5.1g、0.6g。19解析：本题是一道隐蔽性信息给予题，又是一道化学与生物的综合题。它考查了学生的自学能力和综合运用化学、生物两门学科知识解决实际问题的能力。该题的背景材料是污水铁管，在污水铁管中，由于氧气的存在而发生了吸氧腐蚀。正极：2Fe-4e-====2Fe2+负极：2H2O+O2+4e-====4OH-Fe2++2OH-====Fe（OH）2根据题给信息，生成的Fe（OH）2在氧化铁杆菌的作用下进一步氧化成了Fe（OH）3，因此题中的沉淀物是Fe（OH）3，又因为附着在锈瘤中，可以挖掘出一条隐蔽的信息，即在硬壳外的锈瘤里是严重缺氧的，这一严