2022年高二化学选修2寒假同步练习（含答案）：10金属材料

10金属材料

1．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

2．电解三氧化铝制铝时，加入冰晶石的作用是（  ）。

A．催化剂     B．还原剂     C．降低三氧化铝的熔点     D．助熔剂

3．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、磷等有害杂质

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

4．钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（  ）。

①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③产生H2 ④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O

⑤杂质C被氧化除去

A．①②     B．①②③④     C．③④      D．①②④⑤

5．我国在春秋战国时期就懂得将白口铁经褪火处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早近两千年，那么白口铁褪火热处理的主要作用是（  ）。

A．降磷、硫等杂质       B．适当降低了含碳量

C．渗进了了合金元素     D．改善表面的结构性能

6．在炼钢时，下列作用与所加生石灰有关的是（  ）。

A．钢渣的生成             B．降低含碳量

C．调整合金元素的含量     D．除去脉石

7．关于钢铁的腐蚀的下列叙述中，正确的是（  ）。

A．吸氧腐蚀时阴极放出氧气             B．析氢腐蚀时阴极放出氢气

C．化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率     D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普通

8．下列有关炼铁和炼钢的说法中，错误的是（  ）。

A．炼铁是铁矿石还原的过程             B．炼钢是生铁被氧化的过程

C．炼铁高炉中加入的生石灰是造渣剂     D．炼钢转炉加入和生石灰是造渣剂

9．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，腐蚀最慢的是（  ）。

A．在含铁元素较多的酸性土地中     B．在潮湿疏松的土地中

C．在干燥致密不透气的土地中       D．在含碳粒较多的潮湿透气中性土地中

10．下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是（  ）。

 ①金属表面涂抹油漆  ②改变金属的内部结构  ③保持金属表面清洁干燥  ④在金属表面进行电镀  ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜

A．①②③④      B．①③④⑤     C．①②④⑤     D．全部

11．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，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

12．下列可被采用的冶炼金属的方法是（  ）。

A．电解熔化的氯化铝制铝                    B．电解熔化的氯化镁制镁

C．加冰晶石熔剂，电解熔化的氧化铝制铝      D．电解氯化钠溶液制钠

13．⑴炼钢和炼铁都利用氧化还原反应，但炼铁是有                              ，

其核心反应是                          。而炼钢主要是用                                       

            ，其除碳的反应为                      。

⑵炼铁时常用的焦炭形成还原剂，能用煤代替吗？      ，为什么？                 

                              。

⑶检查钢质设备完好性的方法之一是：在被怀疑有裂纹处涂上10%的盐酸，过一段时间如观察到有粗线裂纹，表明该部分原先确有裂纹，产生粗线裂纹的原因是                    

                              。

14．已知有关物质的熔沸点数据如下表：

请参考上述数据填空和回答问题。

⑴工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，而不用电解电解MgO的方法生产镁   

                                           。

⑵工业上用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝，而不用电解AlCl3的方法生产铝                                   ，冰晶石在炼铝过程中的作用是            。

15．铁是自然界里分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占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。

⑴写出用赤铁矿石炼铁的主要化学反应方程式                                 。

⑵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

                                        。

⑷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                   

                    。

16．烧过菜的铁锅不及时洗净（残液中含NaCl），第二天会出现红棕色锈斑[该锈斑为Fe(OH)3失水的产物]。试用有关的电极反应式、离子方程式和化学方程式表示Fe(OH)3

的生成。

17．在长期的生产实践中，人类对各种金属器件的防锈问题已找到一些理想的措施，例如：

⑴农机具采用                      ；⑵地下输油管道采用                      ；

⑶远洋巨轮船体采用                      ；

⑷大型水库的钢铁闸门采用                      。

18．某炼铁厂在冶炼生铁过程中，矿石中的铁有2%损耗掉，该厂每天生产含铁95%的生铁70t，问需含Fe2O370%的赤铁矿多少吨？

〔拓展提高〕

19．金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A（或其合金）作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B（或其合金）的方法。通常是按还原剂来命名。

⑴用铝作还原剂生产金属铬，称为铝热法。化学方程式为                          。

铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外，还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀，然后在高温下煅烧，即生成耐热的(TiC)，该反应的化学方程式为                                  。

⑵用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒，称为硅热法。化学方程式为                      。

硅（特别是硅铁）的价格比铝低，所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行，常加入CaO作溶剂，试分析加入CaO的作用                                                 。

⑶试写出克劳尔法用镁热还原TiCl4生产海绵钛的方程式                            。

20．为测定一种含脉石的矿石的主要成分，进行如下实验：

⑴称取矿石粉末1.25g，加入过量的稀硫酸溶解，反应完全后，产生无色无味气体A0.380g，生成浅绿色物质B的溶液，尚存不溶性残渣。

⑵将产生的A通入足量石灰水中，产生0.864g白色沉淀。

⑶将滤去残渣的B溶液定容为100mL，取少许，加过氧化氢，生成含C物质的棕黄色溶液，再滴入KSCN溶液，溶液呈红色。

⑷移去定容后的B溶液25mL，用0.02mol/LKMnO4溶液滴定，耗用21.55mL时到达终点。〔反应式：5(B阳离子)＋MnO4－＋8H＋＝5(C阳离子)＋Mn2＋＋4H2O〕

请回答下列问题：

⑴A的相对分子质量为       ，化学式为         。

⑵B溶液的阳离子符号是        。⑶矿石的主要成分是                    。

⑷主要成分在样品中的质量分数为          。

21．已知Fe2O3在高炉中有下列反应：Fe2O3＋CO       2FeO＋CO2 反应形成的固体混合物(Fe2O3·FeO)中，元素铁和氧的质量比用m(Fe)﹕m(O)表示。

⑴上述固体混合物中，m(Fe)﹕m(O)不可能是        。

A．21﹕9     B．21﹕7.5     C．21﹕6

⑵若m(Fe)﹕m(O)＝21﹕8，计算Fe2O3被CO还原的百分率。

22．工业上铝土矿（含氧化铝、氧化铁等）制取铝的流程如下：

经分析，生产原料（铝土矿）经提取Al2O3后的残渣（赤泥）的部分成分见右表（以氧化物表示，Na2O由

NaOH折算），且已知铝土矿中的Fe2O3全部转入赤泥。

⑴生产中每消耗1 t铝土矿将产生        吨赤泥。

⑵试计算每炼出1 t铝，理论上需要多少吨铝土矿？应补充多少吨NaOH？

                                参考答案               

金属材料

1．C    2．CD    3．B    4．B     5．B    6．AD     7．B    8．B    9．C  

10．D    11．A    12．C

13．⑴还原剂把铁从矿石中还原出来    Fe2O3＋3CO       2Fe＋3CO2↑

氧化剂把生铁中过多的碳及其他杂质氧化除去  

2Fe＋O2       2FeO     FeO＋C       Fe＋CO↑

⑵不能  煤中杂质多，特别是硫、磷的含量高

⑶裂纹处铁的表面积大，反应快

14．⑴ MgO熔点太高，加热时不易被熔化

⑵AlCl3的沸点太低，加热时易升华为气体    助熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔融

15．⑴Fe2O3＋3CO       2Fe＋3CO2↑   2Fe＋4H2O          Fe3O4＋H2

将铁与空气和水隔离

⑶血红素中含铁，人体缺铁会造成贫血

16．阳极：Fe－2e－＝Fe2＋  阴极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2   4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3

2Fe(OH)3＝Fe2O3＋3H2O

17．⑴保持表面光洁、干燥，涂矿物油     ⑵涂防锈油漆

⑶焊接比铁更活泼的金属    ⑷外加直流电源阴极保护法

18．138.5t

19．⑴2Al＋Cr2O3        2Cr＋Al2O3    4Al＋3TiO2＋3C       2Al2O3＋3TiC

⑵3Si＋2V2O3       4V＋3SiO2  

使之与反应产物SiO2结合成CaSiO3，使反应更容易进行

⑶2Mg＋TiCl4       2MgCl2＋Ti

20．⑴44   CO2     ⑵Fe2＋    ⑶FeCO3    ⑷80%

21．⑴AC   ⑵33.3%

22．⑴1/3    ⑵3.78t    0.13t