《材料的加工处理》习题2.docx
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《材料的加工处理》习题2
《材料的加工处理》习题
同步测控
1．下列叙述不正确的是（ ）
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的阴极反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
解析：
选A。
A项，铁表面镀锌是应用电解原理，镀件铁与电源的负极相连作阴极，镀层金属锌与电源的正极相连作阳极，A项错误；B项，船底镶嵌锌块是应用原电池原理，活泼金属作负极被氧化，铁作正极得到保护。
2．（2011年泉州高二检测）我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为：
4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3，下列说法不正确的是（ ）
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用
答案：
B
3．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：
①阳极质量减小，②阴极质量增加，③电解过程中Cu2＋浓度不变。
则可选用的电极是（ ）
A．石墨作阳极，铁作阴极
B．粗铜（含Fe、Ni、Zn）作阳极，纯铜作阴极
C．纯铜作阳极，铁作阴极
D．铁作阳极，纯铜作阴极
答案：
C
4．制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结论不可能出现的是（ ）
A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜
C．烧杯中铁、铜都有D．烧杯中铁、铜都无
答案：
B
5．金属及其化合物的应用很广泛，现举几种常见金属及其化合物的用途，回答有关问题：
（1）FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其离子方程式为：
________________________________________________________________________。
（2）黄铜矿熔炼后得到的粗铜中含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。
请简述粗铜电解得到精铜的原理：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。
请从下表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式____________________________________________________
________________________________________________________________________。
劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________________。
（4）合金在生活和生产上用途越来越广泛。
请用相关的知识解释在航空业上铝合金比铁合金用途更广泛的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
（1）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
（2）电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液。
阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液：
Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质：
Cu2＋＋2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的
（3）CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
不锈钢表面有紫红色物质生成
（4）①铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；
②铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温，防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用
课时训练
1．（2011年常州高二检测）下列关于金属的保护方法的说法正确的是（ ）
A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁（镀锌铁）镀层破损后铁皮的腐蚀速率很慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法
解析：
选B。
A选项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部位形成有效的保护；B选项中镀层破损后由于锌的还原性比铁强，发生电化学腐蚀时锌作负极被腐蚀，从而保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D选项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
2．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（ ）
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
解析：
选A。
由电镀装置的设计方法可知，应选用锌片作阳极，铁制品作阴极，含有Zn2＋的溶液作电镀液。
3.某同学按右图所示的装置进行电解实验。
下列说法正确的是（双选）（ ）
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为：
Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
答案：
BC
4．（2011年漳州高二检测）人体正常的血红蛋白中应含Fe2＋。
若误食亚硝酸盐，则导致血红蛋白中Fe2＋转化为高铁血红蛋白而中毒。
服用维生素C可解除亚硝酸盐中毒。
下列叙述中正确的是（ ）
A．亚硝酸盐是还原剂
B．维生素C是氧化剂
C．维生素C将Fe3＋还原为Fe2＋
D．亚硝酸盐被氧化
解析：
选C。
人体正常的血红蛋白中应含Fe2＋，据题意，亚硝酸盐的毒性在于它将Fe2＋氧化成了Fe3＋，维生素C则能将Fe3＋还原为Fe2＋。
5．玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（ ）
A．烧碱B．纯碱
C．氢氟酸D．盐酸
解析：
选C。
氢氟酸的特性是能与SiO2反应。
6．下列反应的方程式正确的是（ ）
A．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe（OH）3胶体：
Fe3＋＋3H2OFe（OH）3↓＋3H＋
B．用氢氟酸蚀刻玻璃：
4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
C．用浓盐酸与MnO2反应制Cl2：
MnO2＋2H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋H2O
D．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
解析：
选B。
A中不应产生Fe（OH）3沉淀，C、D中未配平。
7．铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，原因是（ ）
A．铝的金属活动性比铁弱
B．铝的密度比铁的密度小
C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜
D．铝不能跟氧气发生化学反应
解析：
选C。
铁在空气中发生氧化后生成的氧化物是疏松状的，导致内部金属继续被腐蚀，而铝氧化生成的氧化膜结构致密，可阻止内部铝与空气的接触，抗腐蚀能力强。
8．某溶液中有NH、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（双选）（ ）
A．NHB．Mg2＋
C．Fe2＋D．Al3＋
解析：
选AC。
NH与OH－反应，微热放出氨气；Fe2＋与OH－反应生成的Fe（OH）2很容易被氧化成Fe（OH）3，再加入盐酸生成了Fe3＋。
9．用质量均为100g的铜棒作电极，电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两个电极的质量差为28g，则阴极的质量为（ ）
A．128gB．114g
C．119gD．121.6g
解析：
选D。
设转移的电子数为xmol也即生成Ag的物质的量为xmol，消耗Cu的物质的量为mol。
则阳极：
Cu － 2e－===Cu2＋
64g 2mol
32xg xmol
阴极：
Ag＋＋e－===Ag
1mol 108g
xmol 108xg
（100g＋108xg）－（100g－32xg）＝28g，得x＝0.2。
所以阴极质量：
100g＋108xg＝121.6g。
10．（2011年江阴高二检测）被严重腐蚀了的铜和铁共同放入盐酸中充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有的金属阳离子为（ ）
A．可能只含Fe2＋
B．可能只含Cu2＋
C．一定含有Fe2＋和Cu2＋
D．可能只含Cu2＋和Fe3＋
解析：
选A。
当残留固体为铜时，溶液中一定含有Fe2＋，一定不含Fe3＋，可能含有Cu2＋。
则选项A正确。
11．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有________________________________________________________________________；
（2）若氯化铜有剩余，则容器中还可能有________________________________________________________________________；
（3）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有________，可能有________；
（4）若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。
解析：
该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能（大量）共存。
该题涉及的反应有：
①Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2。
（1）若Fe粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。
（2）若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋。
（3）若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2＋。
（4）若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。
答案：
（1）Fe3＋、Cu2＋
（2）Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋
（3）Fe、Cu Fe2＋
（4）Fe、Cu
12．（2011年萧城模拟）近年，我国电子工业迅速发展，造成了大量的电路板刻蚀废液的产生和排放。
刻蚀液主要有酸性的（HClH2O2）、碱性的（NH3NH4Cl）以及传统的（HClFeCl3）等三种，刻蚀废液中含有大量的Cu2＋，废液的回收利用可减少铜资源的流失。
几种刻蚀废液的常见处理方法如图：
（1）FeCl3型酸性废液回收铜并使刻蚀液再生，发生的主要离子反应有Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，还有___________________________________________________，
___________________________________________________________（离子方程式
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