届高三化学一轮复习课后训练用途广泛的金属材料.docx
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届高三化学一轮复习课后训练用途广泛的金属材料
用途广泛的金属材料
1、2017年诺贝尔化学奖授予了JacquesDubochet,JoachimFrank和RichardHenderson,以表彰他们研发出对生命分子进行三维成像的冷冻电子显微镜技术。
化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。
下列说法正确的是( )
A.气象环境报告中的“PM2.5”是对一种新分子的描述
B.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。
丝绸的主要成分是天然纤维素,属于高分子化合物
C.高铁车厢大部分材料是铝合金,铝合金材料具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点
D.“可燃冰”是一种有待开发的新能源,是一种会产生温室效应的气体
2、下列成分组成的物质一定不是合金的是()
A.Fe、CB.C、SiC.Cu、ZnD.Al、Cu
3、下列物质的名称与其中主要成分的化学式对应正确的是()
A.生石灰—Ca(OH)2B.明矾晶体—KAl(SO4)2
C.水煤气—CO2和H2D.钡餐—BaSO4
4、《神农本草经》说“水银……熔化(加热)还复为丹”。
《黄帝九鼎神丹经》中的“柔丹”“伏丹”都是在土釜中加热Hg制得的,这里的“丹”是指( )
A.氯化物 B.合金
C.硫化物D.氧化物
5、化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列说法正确的是( )
A.碘酒可用于伤口消毒,其原理是I2和酒精都有强氧化性使蛋白质变性
B.高铁车厢采用铝合金材料,是利用其具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点
C.人体摄入膳食纤维,膳食纤维在人体内可水解为葡萄糖
D.去除家用天然气中的有特殊臭味的气体,可减少环境污染
6、下列关于金属材料的说法中,不正确的是()
A.钢是用量最大、用途最广的合金B.合金只含金属元素
C.铝制饮料罐应回收利用D.青铜是铜合金中的一种
7、某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制取CaCl2·6H2O,设计了如下流程:
下列说法不正确的是( )
A.固体Ⅰ中含有SiO2,固体Ⅱ中含有Fe(OH)3
B.使用石灰水时,要控制pH,防止固体Ⅱ中Al(OH)3转化为AlO
C.试剂a选用盐酸,从溶液Ⅲ得到CaCl2·6H2O产品的过程中,须控制条件防止其分解
D.若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净的CaCl2·6H2O
8、北京大学教授,著名的化学家和教育家徐光宪教授,是我国理论化学和稀土化学的奠基人之一,2008年获得“国家最高科学技术奖”,以表彰他在稀土理论方面作出的贡献。
稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中,金属铈在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应并产生气体。
已知:
铈常见的化合价为+3和+4,且Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。
下列说法正确的是()
A.用Pt作阴极,Fe作阳极,电解熔融CeO2,可在阳极获得铈
B.将少量碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中,离子方程式为:
Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+
C.金属铈着火,可采用普通的泡沫灭火器灭火
D.金属铈可浸于煤油中保存,储存在阴凉、通风的地方,要远离火种和热源
9、汞合金是目前使用较多的补牙材料。
英国《新科学家》杂志发表了一篇文章,对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。
汞合金补牙材料中除了水银外,还含有锌、锡、铜等金属。
下列有关汞合金的说法不正确的是( )
A.汞合金是一种具有金属特性的物质
B.汞合金的强度和硬度比锡的大
C.汞合金和汞的化学性质相同
D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
10、下列用途主要体现铝的物理性质的是( )
①家用铝锅 ②制盛浓硝酸的容器 ③制导线
④焊接钢轨 ⑤制包装铝箔 ⑥作防锈油漆
⑦制成合金作制造飞机的材料
A.①②③④
B.②⑤⑥⑦
C.①③⑤⑦
D.②④⑤⑥
11、下列有关金属元素特征的叙述中,正确的是( )
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正价
C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D.金属元素的单质在常温下均为固体
12、将5.0g某合金放入足量的稀盐酸中,共收集氢气的体积(标准状况下)为2.24L,则该合金可能是( )
A.Mg-Al合金B.Fe-Al合金
C.Fe-Zn合金D.Cu-Zn合金
13、地壳中铝元素比铜元素含量高很多,但人们冶炼出铜比铝早很多年。
合理的解释是( )
A.铜矿较易还原,铝矿很难还原
B.铜矿颜色较深,易发现;铝矿颜色较浅,不易发现
C.矿石在地下埋藏,铜矿最浅,容易开发,铝矿埋得深,难开发
D.铜比铝的相对原子质量大
14、最不适宜于制造炊事用具的金属是( )
A.FeB.PbC.AlD.Cu
15、下列金属中属于黑色金属的是( )
A.铁B.金
C.银D.铜
16、不锈钢通常不与酸、碱、盐反应,是下列哪种元素加入的结果( )
A.NiB.CrC.AuD.Pt
17、将下列合金与其用途连线。
①青铜 A.不锈钢
②铬镍合金B.后母戊鼎
③低碳钢C.门窗框架
④铝合金D.钢丝、钢管
18、钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。
根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用于制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
19、适宜于制作不锈钢用具的钢是( )
A.低碳钢B.中碳钢
C.高碳钢D.合金钢
20、下列说法中不正确的是( )
A.人类历史上使用最早的合金是青铜
B.后母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器
C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D.目前世界上用途最广的合金是钢
21、合金有许多特点,如Na-K合金为液体,而Na和K的单质均为固体。
据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质熔点最低的是( )
A.纯铁B.生铁
C.碳D.无法确定
22、《天工开物》中记载:
凡铜供世用,出山与出炉只有赤铜。
以炉甘石或倭铅参合,转色为黄铜,以砒霜等药制炼为白铜,矾、硝等药制炼为青铜。
其中涉及的物质中熔点最高的是( )
A.青铜B.黄铜C.赤铜D.白铜
23、《天工开物》中记载:
凡铜供世用,出山与出炉只有赤铜。
以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜,以砒霜等药制炼为白铜,矾、硝等药制炼为青铜。
其中涉及的物质中熔点最高的是( )
A.青铜B.黄铜C.赤铜D.白铜
24、合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
分析下表数据,不能形成合金的是( )
Na
Cu
A1
Fe
熔点/℃
97.8
1083
660
1535
沸点/℃
883
2567
2467
2750
A.Cu和A1B.Fe和NaC.Fe和CuD.A1和Na
25、“琴棋书画”被誉为中国古代文人修身养性、陶冶情操的四大“雅好”。
从化学角度对下列事实的解释不正确的是( )
选项
事实
化学解释
A
古琴在制作时需要对木材进行火烧处理
表面生成的碳在常温下化学性质稳定
B
唐代的“宝应象棋”以金铜合金造型,内灌铅芯
合金的熔沸点一般低于成分金属,利于造型
C
古时写字用黄纸,书写时“有误字,以雌黄灭之”
雌黄为橙黄色矿物,可作颜料或者褪色剂
D
宣纸为古典书画用纸,“始于唐代、产于径县”
造纸过程只有物理变化,没发生化学反应
26、硫酸锌是一种重要的工业原料,广泛用于农业、化工、电镀、水处理等行业。
用炼锌厂废渣(含ZnO、FeO、CuO)回收生产一水硫酸锌的工艺流程如图所示:
已知:
某温度下,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)酸浸时,为提高浸出速率,可采取的措施是____________________(填两种)。
(2)氧化、中和时,需要用NaOH溶液调节pH为4.5~5.0,原因是____________________。
(3)氧化、中和时用漂白粉作氧化剂,此时发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________;实际操作中通入空气的作用是______________________________________________________。
(4)操作X的名称为________________。
(5)第三次操作X后,得到成品的步骤为________,过滤,洗涤,加热脱水。
(6)已知:
向漂白粉中加入稀硫酸会有氯气生成。
某含氯废水(pH约为9)中可能存在Cl-、ClO-中的一种或两种。
请设计检验含氯废水中是否存在Cl-、ClO-的实验方案:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂:
稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、品红溶液、AgNO3溶液。
27、锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的锰消耗于钢铁工业,10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。
以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:
物质
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS
Ksp
2.1×
10-13
3.0×
10-16
5.0×
10-16
1.0×
10-11
5.0×
10-22
1.0×
10-22
(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸,其目的有3点:
①使矿物中的物质充分反应;②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境;③_________________________________________。
(3)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是______________________________;加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。
(4)步骤Ⅲ中,需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外,还有________;滤渣2的主要成分是________________________________________________________________________。
(5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。
欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥_____mol·L-1。
28、我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨。
从含铅废料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收铅,实现铅的再生,意义重大。
一种回收铅的工作流程如下:
(1)铅蓄电池放电时,PbO2作________极。
铅蓄电池充电时,阳极附近溶液pH的变化是________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)过程Ⅰ,已知:
PbSO4、PbCO3的溶解度(20℃)见图1;Na2SO4、Na2CO3的溶解度见图2。
①根据图1写出过程Ⅰ的离子方程式:
________________________________________。
②生产过程中的温度应保持在40℃,若温度降低,PbSO4的转化速率下降。
根据图2,解释可能原因:
ⅰ.温度降低,反应速率降低;
ⅱ.__________________(请你提出一种合理解释)。
③若生产过程中温度低于40℃,所得固体中,含有较多的Na2SO4杂质,结合必要的化学用语和文字说明原因:
__________________________________________________。
(3)过程Ⅱ,发生反应2PbO2+H2C2O4===2PbO+H2O2+2CO2↑。
实验中检测到有大量O2放出,推测PbO2氧化了H2O2,通过实验证实了这一推测,实验方案是________________________________。
(已知:
PbO2为棕黑色固体;PbO为橙黄色固体)
(4)过程Ⅲ,将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液,生成Pb,如图3。
①阴极的电极反应式是________________________________。
②电解一段时间后,PbCl
浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采取的方法是________________________。
29、高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。
以工业级氧化锌(含Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等)为原料,用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下:
已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
回答下列问题:
(1)浸出时,为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种):
______________________
________________________________________________________________________。
(2)氧化时,加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+(溶液中Mn元素全部转化为MnO2),请配平下列除去Fe2+的离子方程式:
MnO
+
Fe2++
________===
MnO2↓+
Fe(OH)3↓+
H+
(3)加入锌粉的目的是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知H2SO4浸出液中,c(Fe2+)=5.04mg·L-1、c(Mn2+)=1.65mg·L-1。
①加入KMnO4溶液反应一段时间后,溶液中c(Fe3+)=0.56mg·L-1,若溶液pH=3,则此时Fe3+________(填“能”或“不能”)生成沉淀。
②若要除尽1m3上述浸出液中的Fe2+和Mn2+,需加入________gKMnO4。
30、二硫化钨(WS2,WS2中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。
由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)已知:
W元素的原子序数是74,请写出W元素在周期表中的位置:
_________________
(2)操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有________________________________
(3)写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式:
_________________________________
(4)滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为:
_________________________________
(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细,加入碘单质可以延长使用寿命,其原理为:
W(s)+2I2(g)
WI4(g)下列说法正确的有_______
A.灯管内的I2可以循环使用
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又在灯丝上沉积
C.温度升高时,WI4的分解速率加快,而W和I2的合成速率减慢
D.WI4在灯管壁上分解,使灯管寿命延长
(6)已知常温下,Ksp(CaWO4)=1×10-10,浓度为xmol/L的Na2WO4溶液与浓度为1×10-4mol/L的CaCl2溶液按体积比2:
1混合,产生CaWO4沉淀,则x≥___________
(7)已知生成二硫化钨的化学方程式为:
2(NH4)2WS4+3O2
2WS2+4NH3+2S+2SO2+2H2O,若生成124克WS2,则反应所转移的电子数目为________________
31、Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为____________________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式____________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_______________________________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为___________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式____________。
32、醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。
一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料,制取醋酸镍的工艺流程图如下:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:
金属离子
开始沉淀时的pH
沉淀完全时的pH
物质
20℃时溶解性(H2O)
Fe3+
1.1
3.2
CaSO4
微溶
Fe2+
5.8
8.8
NiF
可溶
Al3+
3.0
5.0
CaF2
难溶
Ni2+
6.7
9.5
NiCO3
Ksp=1.0×10-5
(1)将含镍废料粉碎的目的是_______________________________________________。
(2)“酸浸”实验中,镍的浸出率结果如图所示,从能量损耗和成本角度考虑,若要使镍的浸出效果最佳,选择的最好温度和时间分别为______℃、______min。
(3)实验过程中,滤渣1主要成分的化学式为________、________。
(4)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是_____~______。
选择此范围的目的是__________________________________。
(5)酸浸过程中,lmolNiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。
写出该反应的化学方程式:
______________________________。
(6)沉镍过程中,若c(Ni2+)=4.0mol·L-1,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为_____g。
(保留小数点后1位有效数字)
33、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如图所示:
(1)Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价为______;
(2)焙烧时为了使钼精矿充分反应,可采取的措施是_______(答出一条即可);
(3)试配平焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式
为__MoS2+__O2
__MoO3+___SO2,该反应中氧化产物是________(填化学式)
(4)碱浸时,MoO3与Na2CO3溶液反应的离子方程式为___________;
(5)下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果:
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是____。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4—Fe2O3保护膜。
密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2。
则NaNO2的作用是__。
(6)锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:
xLi+nMoS2
Lix(MoS2)n。
则电池放电时的正极反应式是:
__________________。
34、金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,其单质和化合物具有广泛的应用价值.请回答下列问题:
(1)Ti的基态原子价电子排布式为______。
(2)纳米TiO2常用作下述反应的催化剂。
化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有______个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为______。
(3)含Ti3+的配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2?
H2O,其配离子中含有的化学键类型是______,1mol该配合物中含有的σ键数目是______。
(4)通过X﹣射线探知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。
且知三种离子晶体的晶格能数据如表:
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/kJ?
mol﹣1
786
715
3401
KCl、MgO、CaO、TiN四种离子晶体熔点由高到低的顺序为______。
(5)某种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有______个:
Ti原子的配位数为______;此配位原子构成的空间构型为______;该晶胞中N、Ti原子之间的最近距离为anm.则该氮化钛晶体的密度为______g?
cm﹣3、NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式)。
35、废旧电池若不进行回收利用,将对水体产生严重污染。
某兴趣小组对废旧镍电池正极材料[由Ni(OH)2、碳粉、Fe2O3等涂覆在铝箔上制成]进行回收研究,设计实验流程如下图所示:
已知:
①NiCl2易溶于水,F