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课时演练·促提升A组1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于()A.金属的导电性强弱B.金属在地壳中的含量多少C.金属的化合价高低D.金属的活动性大小解析:金属的活动性决定着金属被开发的时间顺序,由于三种金属的活动性顺序为AlFeCu,所以不活泼的金属铜最先被冶炼出来,而活泼性较强的Al很晚才被冶炼利用。答案:D2.下列各工业生产中,石灰石、生石灰、熟石灰都不能作为原料的是()①炼铁②用生铁炼钢③从海水中提取镁④铝的冶炼⑤制水泥⑥制玻璃⑦制漂白粉⑧制硫酸A.④⑧B.⑤⑥C.①②③D.⑤⑥⑦解析:炼铁中用石灰石造渣;炼钢中用生石灰造渣;用熟石灰富集海水中的镁;石灰石是制水泥、玻璃的主要原料;熟石灰是制漂白粉的原料。答案:A3.下列各物质中不能直接作为炼铁矿石的是()A.磁铁矿B.赤铁矿C.黄铁矿D.菱铁矿解析:黄铁矿的主要成分为FeS2,故不能直接炼铁,其他三种矿石的主要成分都是铁的氧化物,可以直接炼铁。答案:C4.把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是()A.除去生铁中的各种杂质,把生铁提纯B.适当降低生铁里的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质C.用还原剂把铁的氧化物还原成铁D.加入合金元素改善生铁性能解析:由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量,并除去其中的部分杂质。答案:B5.下列化工生产原理错误的是()①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠②可以把钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁③用电解法冶铝时,原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热A.②③B.①③C.①②③D.②③④解析:活泼金属钠只能通过电解其熔融盐得到;钠加入到氯化镁饱和溶液中与水反应生成NaOH和H2;AlCl3是共价化合物,熔化时不导电;高炉炼铁反应中在“沸腾炉”中进行SO2的生成时,从下口通入的空气需加热。答案:D6.如图所示,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.④②①③B.②①③④C.④②③①D.③②④①解析:金属的腐蚀,从本质上讲也是组成原电池发生氧化还原反应的结果。在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减小,所以装置③中的铁被腐蚀的速率比①中的慢;反之,当铁与比它不活泼的金属,如Sn、Cu等连接起来,则被腐蚀的速率增大,所以容器②中的铁比容器①中的铁腐蚀得快。容器④是一个电镀池,在这里Fe是阳极,不断地以Fe2+的形式进入容器中,从而加速了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器④中铁的腐蚀过程是最快的。综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为④②①③。答案:A7.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()解析:A、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极;C中铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀。答案:C8.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析,从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格:火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个):、。(2)请再举出使用活泼金属置换法和电解法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示):①;②。解析:铝热法炼铬即属于热还原法又属于活泼金属置换法。从光卤石中炼镁属于电解法。答案:(1)①③③④Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2OC+2CuO2Cu+CO2↑(2)①4Al+3MnO23Mn+2Al2O3②2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑(其他合理答案也可)9.铁是自然界里分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量占5%左右。铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)等。(1)写出用赤铁矿石炼铁的主要化学反应方程式。(2)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。(3)炼钢时,加入硅、锰和铝的目的是。(4)炼铁和炼钢生产中,尾气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。(5)红热的铁能跟水蒸气起反应,有一种产物是可燃性气体,则其反应的化学方程式为。在常温下,铁跟水不反应,但是,在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是。(6)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用。解析:(2)炼铁高炉内,铁矿石的还原和生铁的生成主要在炉身和炉腰两部分。(3)炼钢时加入硅、锰等目的是脱除过量的氧,调整钢中的硅、锰等含量。(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体,会污染大气,应回收利用,可用作燃料或还原剂。(5)油漆防腐蚀的原因是将铁与水和空气隔离。答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)炉身炉腰(3)脱氧和调整钢的成分(4)CO燃料(或还原剂)(5)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2将铁与空气和水隔离(6)血红蛋白中含铁,人体缺铁会造成贫血B组1.钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是()A.反应①生成2molFe(OH)2与反应②有4molFe(OH)2参加反应时,二者电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析:B项,反应①氧化剂为O2,不含H2O;C项,两种金属形成原电池,加快钢质水管的腐蚀;D项,钢铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。答案:A2.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:对上述流程的判断正确的是()A.试剂X为稀硫酸B.反应Ⅱ中生成Al(OH)3的反应:CO2+Al-+2H2OAl(OH)3↓+HC-C.结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是OH-C-Al-D.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al答案:B3.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法错误的是()A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中,1molFe3O4被CO还原成Fe,转移9mole-D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化解析:由Fe3O4+8e-3Fe+4O2-,知1molFe3O4(磁铁矿)被还原为Fe时应转移8mol电子。答案:C4.铅的冶炼大致过程如下:①富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;②焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;③制粗铅:PbO+CPb+CO↑;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是()A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbOC.整个冶炼过程中,制取1molPb共转移2mol电子D.将1molPbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6g碳解析:焙烧方铅矿(PbS)的反应中还原剂是PbS,还原产物是PbO和SO2,B错误;冶炼过程中,由1molPbS制取1molPb转移4mol电子,C错误;Pb的冶炼过程:2PbS→2PbO→2molPb,因此,1molPbS完全冶炼成Pb,理论上至少需要0.5molC,即6g碳。答案:D5.铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑加入冰晶石的作用:。(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为,下列可作阴极材料的是。A.铝材B.石墨C.铅板D.纯铝(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为。(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是。(5)下列说法中正确的是。A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色解析:(1)由于Al2O3熔点很高,加入冰晶石可以降低Al2O3的熔点,作助熔剂。(2)在电解池中阳极发生氧化反应,金属失去电子,电极反应式为Al-3e-Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料。(3)根据阳极发生氧化反应可以得到电极反应式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。(4)铝阳极生成氧化物薄膜后会使电阻增大,为了保持稳定的电流,需要随电阻增大而不断增大电压。(5)阳极氧化应用的是电解原理,A项错误;由于氧化物的生成可以增强铝表面的绝缘性能,B项正确;铝的阳极氧化可以提高铝及铝合金的耐腐蚀性,但耐磨性不下降,C项错误;氧化铝具有不同的晶型,其中的Al2O3具有多孔性、强吸附性和催化活性,可做吸附剂和催化剂,D项正确。答案:(1)主要是降低熔化温度(2)Al-3e-Al3+D(3)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+(4)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压(5)BD