- 化学与材料的发展
- 共3104题
近年来，我国某些地区出现了私自滥采黄金的现象，提炼过程一般要使用化学药品氰化物，其直接后果是（ ）
①污染水体 ②破坏臭氧层 ③危害工人的生命与健康 ④破坏植被．
正确答案
解析
解：大多数无机氰化物属于剧毒、高毒物质，氰化物易溶于水，随意排放会污染水体和土壤，被污染的水体导致水生物中毒死亡；被污染的土壤造成植被被破坏；氰化物还会使人体产生中毒，从而威胁人的生命和健康，由于氰化物在大气中存在的时间仅十几分钟，故一般不会造成大气的污染，
故选B．
下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氧化铝的熔点很高，加热氧化氯不会获得金属铝，故A选；
B．加热氧化汞会发生分解，制的金属Hg，故B不选；
C．Na为活泼金属，应用电解熔融NaCl的方法冶炼，故C不选；
D．铝粉和Fe2O3共热反应可以得到金属铁和氧化铝，故D不选．
故选A．
金属材料是我们使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革。请回答下列问题。
(1)下面表格中铁和铜的某些物理性质摘自某化学手册。
由上表可推知，人类最早使用的金属材料是____，请你写出做出上述判断的理由______。
(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式。
①___Cu+___O2+___H2O+___CO2=___Cu2(OH)2CO3 ②___Fe+___O2+___H2O=___Fe2O3·nH2O
(3)镁、铝是现在常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法不是采用火法炼制，而是采用___法， 工业生产中，镁的冶炼中反应物采用的是__，铝的冶炼中反应物采用的是___。
正确答案
(1)铜；铜的熔点低于铁的熔点
(2)①2 1 1 1 1；②4 3 2n 2
(3)电解；熔融氯化镁（或“MgCl2”）；熔融氧化铝（或“Al2O3”）
金属活动性不同，冶炼方法也不同，在下列括号中填入适当的冶炼方法，并补充完成化学方程式：
（____________） （_________________） （______）
（1）在上述括号能填入适当的冶炼方法。
（2）2NaCl
（3）____CO＋Fe2O3
正确答案
（1）电解法；热还原法；热分解法
（2）2Na
（3）3；2Fe；3CO2
工业制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有杂质Fe2O3）中得到纯净的Al2O3，然后是电解
Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯是的简单示意图。其中牵涉到的一个反应是：
（1）写出图示中（1）的实验操作是______________；图示中（2）加入的试剂______________。
（2）试推断物质（写化学式）B_________；C_________；H__________；F____________。
（3）写出化学方程式： ①_______________________。④_______________________。
正确答案
（1）过滤；Ca(OH)2（2）NaAlO2；Fe2O3；CaCO3；Al2O3（3）① 
黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物。
(1) 冶炼铜的反应为
若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是__________(填元素符号)。
(2) 上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________(填代号)
a.高空排放 b.用于制备硫酸 c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性．可将I-氧化为I2：S2O32-十2I-=2SO42-+I2：通过改变反应途径，
Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程______________________________(不必配平)
(4) 利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。
方法为①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。②滤液先氧化，在加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3据以上信息回答下列问题：
a. 除去Al3+的离子方程式是__________________。
b.选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
所选试剂为_______________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为__________
正确答案
(1)Cu、O
(2)bc
(3)2Fe3++2I-=2Fe2++I2、S2O82-+Fe2+=2SO42-+2Fe3+(4)a.Al3++4OH-=AlO2-+2H2O[或Al3++4OH-=Al(OH)-；b.稀硫酸、KMnO4溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液使
KMnO4溶液褪色
钢铁工业是国家工业的基础，请回答：钢铁冶炼、腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）工业用热还原法冶炼生铁的主要原料有_____________________，设备的名称是___________写出用还原剂CO还原赤铁矿（主要成分为Fe2O3）的化学方程式________________________。
（2）写出钢铁在潮湿空气中发生锈蚀时的正极反应方程式_________________生成铁锈（Fe2O3·XH2O）的化学方程式为________________________．
（3）生铁的用途远远不及钢材广泛，人们把较多的高炉生铁直接冶炼成钢，由生铁直接在纯氧顶吹转炉中转化成钢时，是把有害杂质除掉而保留有益元素，可以概括为_______________。为了防止钢铁制品发生锈蚀，可以在钢铁零件的表面进行电镀铜等措施，电镀铜时的阳极反应为_____________________。
正确答案
（1）铁矿石、焦炭、石灰石；高炉；Fe2O3+3CO
（2）O2+2H2O+4e-=4OH-；4Fe+3O2+2XH2O==2Fe2O3·XH2O
（3）降碳、除硫、磷，脱氧，调硅锰；Cu-2e-==Cu2+
工业炼铝是用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的主要原料氧化铝，然后进行电解。工艺流程如下图：
（1）滤液1中要加入稍过量的原料B，原料B的化学式是______________。写出步骤②有关反应的离子方程式_______________________、_________________________。
（2）滤液3中溶质的主要成份是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途______________________。
（3）如果省去步骤①，即溶解铝土矿从直接加入原料B开始，则最终会对氧化铝的生成有什么影响？
_________________________________。
（4）铝粉与三氧化二铁粉末在引燃剂作用下常用来焊接钢轨，主要是利用了该反应是_____________，而且该反应焊接速度快、设备简易，适于野外作业。
（5）步骤⑤是在铝电解槽中进行，电解槽的两极材料均用石墨，其中___________极的材料随反应的进行需要不断补充，为什么？_____________________________
正确答案
（1）NaOH；Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓；Al3++4OH-==AlO2-+2H2O
（2）NaHCO3；制NaHCO3或发酵粉（答案合理即可）
（3）用NaOH直接溶解会使SiO2生成Na2SiO3，通CO2后生成H4SiO4和Al(OH)3沉淀，从而加热后生成的
Al2O3中混有杂质SiO2（4）放热反应
（5）阳；阳极生成的O2与石墨反应生成了CO2从而被消耗
金属铝的生产是以Al2O为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3
请回答下列问题
（1）冰晶石（Na3AIF6）的作用是____________________。
（2）电解生成的金属铝是在熔融液的___________（填“上层”或“下层”）。
（3）阴极和阳极均由___________材料做成；电解时不断消耗的电极是___________（填“阳极”或“阴极”）。
（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成___________（填代号）。
a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝
正确答案
（1）降低Al2O3的熔化温度
（2）下层
（3）碳素（或石墨）；阳极
（4）c
由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：
（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）工业上电解法获得金属铝的过程中，须在氧化铝中加入_________，其目的是__________________。
（2）精炼前，需清除坩埚内的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，铝与氧化铁反应的化学方程式为：__________________。
（3）将Cl2连续通入粗铝熔体中，杂质随气泡上浮除去。气泡的成分有_________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中的物质有__________________。
（4）在用废碱液处理A时，写出主要反应的离子方程式_________。
（5）镀铝电解池中，以钢材镀件和铝为电极，熔融盐做电解液。则金属铝为_______极。电镀选择在170℃下进行的原因是__________________。采用的加热方式最好是_________。（填字母选项）
A、水浴 b、油浴 c、直接强热快速升温至170℃
（6）钢材表面镀铝之后，能有效防止钢材腐蚀，其原因是_________。
正确答案
（1）冰晶石或Na3AlF6；降低氧化铝熔融所需的温度
（2）2Al＋Fe2O3
（3）Cl2、HCl和AlCl3；NaCl
（4）Cl2＋2OH- == Cl- ＋ ClO-＋ H2O、 H+ + OH- ==H2O
（5）阳极；防止氯化铝升华损失； b
（6）铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜，保护了内层金属
已知D、M、H是常见的非金属单质，其中M是无色气体，H是有色气体，J是一种金属单质（其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素），A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，K只知含有CO或CO2中的一种或两种。 它们关系如图
（1）写出下列物质的化学式：A______________D______________
（2）写出下列反应的化学方程式：
②____________________________⑤____________________________
（3）由金属氧化物A和C得到其相应的金属，在冶金工业上一般可用____________方法（填序号）
①热分解法 ②热还原法 ③电解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为________
（4）用C、J作电极，与硫酸构成如图所示电池，正极的电极反应为______________当反应转移1mol电子时，负极质量增加______________g。
正确答案
（1）Fe3O4；C
（2）PbO2+4HCl（浓）==PbCl2+Cl2↑+2H2O；2HClO
（3）②；8mol
（4）PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O；48
A-L为中学化学常见物质，其主要转化关系如下图所示（其中产物水已略去）。已知A为金属单质，C、D通常状况下为气体单质。B、F均为重要的化工产品，F为具有刺激性气味的气体，将一定量F通入B的稀溶液中可以得到两种盐K和L。G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体。
（1）B的化学式为________；工业上冶炼金属A的方法称为___________________
（2）向E的溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象为__________，反应的化学方程式为__________。
（3）写出E的酸性溶液与G反应转化为H的离子方程式____________________。
（4）相同条件下物质的量浓度相同的K、L溶液的pH大小关系为K______L（用“＞”、“＜”或“＝”表示），其主要原因是（用化学用语说明）__________________________。
正确答案
（1）H2SO4；热还原法
（2）白色沉淀变灰绿，最后变红褐色；FeSO4＋2NaOH==Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3
（3）2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
（4）＞；NH4+＋H2O
A-L为中学化学常见物质，其主要转化关系如下图所示（其中产物水已略去）。已知A为金属单质，C、D通常状况下为气体单质。B、F均为重要的化工产品，F为具有刺激性气味的气体，将一定量F通入B的稀溶液中可以得到两种盐K和L。G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体。
（1）工业上冶炼金属A的方法称为___________________
（2）向E的溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象为__________，反应的化学方程式为__________。
（3）写出E的酸性溶液与G反应转化为H的离子方程式____________________。
（4）相同条件下物质的量浓度相同的K、L溶液的pH大小关系为K______L（用“＞”、“＜”或“＝”表示），其主要原因是（用化学用语说明）__________________________。
正确答案
（1）热还原法
（2）白色沉淀变灰绿，最后变红褐色；FeSO4＋2NaOH==Fe(OH)2＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==
4Fe(OH)3
（3）2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
（4）＞；NH4+＋H2O
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。
（1）上述图中的三种常用金属的开发利用之所以有先后，主要取决于_____________(填选项序号)
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
（2）早在西汉成书的《淮南万毕术》里，就有"曾青得铁则化为铜"的记载。曾青又有空青、 白青、石胆、胆矶等名称其实都是天然的硫酸铜。根据上述反应设计成原电池，请在下边方框中画出原电池的装置图，标出正、负极和电解质溶液，并写负极电极反应式_________________
正确答案
（1）D
（2）Fe-2e-==Fe2+
冶炼金属常用以下几种方法：
①以C、CO或H2做还原剂 ②以活泼金属Na．Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。（用序号填写下列空白）
（1）Fe．Zn．Cu等中等活泼金属____________。
（2）Na．Mg．Al等活泼或较活泼金属____________。
（3）Hg．Ag等不活泼金属____________。
（4）V．Cr．Mn．W等高熔点金属____________。
（5）K．Rb．Cs．Ti等金属通常还原方法是____________。
正确答案
（1）①；（2）④（3）⑤；（4）③；（5）②
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