高二化學選修2課時自主訓練29

自主廣場我夯基我達標1.下列關(guān)于鐵和鋁的敘述正確的是（）A.鋁的金屬性比鐵強，所以在空氣中鋁更容易受到腐蝕B.鋁在自然界的儲量比鐵更大，所以鋁的應用比鐵更廣泛C.鐵比鋁的冶煉更容易，所以人類使用鐵的歷史比鋁早D.綜合考慮鐵和鋁的生產(chǎn)成本、資源儲量、抗腐蝕能力等方面因素，鐵比鋁的應用更廣泛思路解析：雖然鋁比鐵更容易被氧氣氧化而腐蝕，但由于鋁在空氣中被氧氣氧化后，在其表面生成了一層致密的氧化膜而阻止了內(nèi)部的鋁進一步被氧化，所以在空氣中實際上是鐵更容易被腐蝕；金屬的應用除了考慮其儲量外，還需要考慮其冶煉的成本、抗腐蝕能力、回收程度等多種因素，所以實際上鐵比鋁的應用更廣泛；人類使用鐵的歷史比鋁早，則是因為鋁的冶煉太困難所造成的。答案：CD2.“垃圾是放錯了位的資源”，應該分類回收。生活中廢棄的鐵鍋、鋁制易拉罐、銅導線等可以歸為一類加以回收，它們屬于（）A.有機物B.金屬或合金C.氧化物D.不可再生固體廢棄物思路解析：廢棄的鐵鍋是鐵合金、鋁制易拉罐是鋁合金、銅導線為金屬單質(zhì)，所以應選B項。答案：B3.“保護環(huán)境，從我做起”。以下做法不利于環(huán)境保護的是（）A.隨意丟棄廢舊電池B.不用或少用含磷洗滌劑C.垃圾分類回收D.實驗時在不影響實驗效果的前提下盡可能減少藥品用量思路解析：隨意丟棄廢舊電池是一種嚴重污染環(huán)境的錯誤做法。答案：A4.我國在春秋戰(zhàn)國時期就掌握將生鐵退火處理得到鑄鋼的技術(shù)，比歐洲早兩千年，生鐵退火處理的主要作用是（）A.除硫、磷雜質(zhì)B.降低含碳量C.摻進合金元素D.提高含碳量思路解析：生鐵和鋼的主要區(qū)別是含碳量不同，將生鐵處理后得到鋼的主要途徑是降低含碳量，所以生鐵退火處理的主要作用也是降低含碳量。答案：B5.鎂粉在焰火、閃光粉中是不可少的原料，工業(yè)制造鎂粉蒸氣在氣體中冷卻，下列可作為冷卻氣體的是（）①空氣②CO2③Ar④H2⑤N2A.①②B.②③C.③④D.④⑤思路解析：氮氣、氧氣、二氧化碳及由包含以上氣體的空氣都可以與鎂蒸氣反應，不能作為冷卻鎂的氣體，而氫氣和氬不與鎂反應，也不能被鎂吸收，可以作為冷卻鎂的氣體。答案：C6.鋁硅合金（Si13.5%）在凝固時收縮率很小，因而這種合金適合鑄造。有下列三種晶體：①鋁；②硅；③鋁硅合金，它們的熔點由低到高的順序是（）A.①③②B.③①②C.③②①D.②①③思路解析：合金的熔點低于其組分金屬的熔點，而硅是原子晶體，其熔點高于金屬鋁。答案：B我綜合我發(fā)展7.(2005天津高考理綜，12)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）A.陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni2++2e-====NiB.電解過程中，陽極質(zhì)量減少與陰極質(zhì)量增加相等C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt思路解析：按氧化還原順序規(guī)律，電解時在陽極上失電子被氧化的物質(zhì)按還原性強弱確定其反應順序：Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt，所以在陽極上首先失去電子的是鋅，其次是鐵，接下來是鎳，因為鎳是主要的，所以就輪不上銅和鉑失電子了，它們就沉積下來成為陽極泥。電解后溶液中的陽離子有鐵、鋅和鎳離子；陽極發(fā)生的反應有鋅、鐵、鎳三個；陽極上溶解的金屬與陰極上析出的不是同一種金屬，所以它們的質(zhì)量肯定不相等。答案：D8.(2005遼寧高考綜合能力測試，42)（1）生鐵是通過高爐冶煉而得，冶煉過程中一氧化碳還原赤鐵礦的化學方程式為___________________。（2）鐵在一定條件下可與多種非金屬單質(zhì)反應，鐵與氯氣發(fā)生反應的化學方程式為，鐵與硫反應的化學方程式為___________________。思路解析：鐵是比較活潑的金屬，它的冶煉方法是熱還原法，即采用還原劑CO將氧化鐵在高溫條件下還原為鐵。鐵是具有變價的金屬，它與強氧化劑如氯氣反應生成高價的鐵的化合物，而與弱氧化劑如硫反應則生成低價的鐵的化合物。答案：（1）Fe2O3+3CO2Fe+2CO2（2）2Fe+3Cl22FeCl3Fe+S9.將單質(zhì)Fe、Cu與FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放進燒杯內(nèi)，在下列情況下，指出有哪些陽離子（不考慮陰離子）或金屬單質(zhì)同時存在，填在空白處：（1）反應完畢后，鐵粉有剩余。反應后溶液中一定含有__________陽離子；一定沒有___________陽離子；固體干燥后，其中一定含有____________和____________。（2）反應完畢后，銅有剩余，鐵粉無剩余。反應后溶液中一定含有_________陽離子，溶液中可能含有_________陽離子，溶液中一定不含_________陽離子。（3）反應完畢后，溶液中含有Fe3+，則溶液中一定還含有_________陽離子；有無固體存在？_________________________________________________________________________。思路解析：因為還原性Fe＞Cu，氧化性FeCl3＞CuCl2，故發(fā)生反應的順序為：Fe+2FeCl3====3FeCl2，Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2，F(xiàn)e+CuCl2====Cu+FeCl2。（1）反應完畢后，鐵粉有剩余，溶液中一定含有Fe2+，一定沒有Cu2+和Fe3+。剩余固體中一定是Fe和Cu。（2）反應完畢后，銅有剩余，鐵粉無剩余，故溶液中一定含有Fe2+，可能含有Cu2+，一定不含F(xiàn)e3+。（3）反應完畢后，溶液中含有Fe3+，則溶液中一定還含有Fe2+、Cu2+，無固體剩余。答案：（1）Fe2+Cu2+和Fe3+FeCu（2）Fe2+Cu2+Fe3+（3）Fe2+、Cu2+無固體剩余10.往2LFe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液中加入30g純鐵粉，待反應完全后，得到26g不溶物。在濾液中加入2L0.25mol·L-1的BaCl2溶液，恰好使溶液中的完全沉淀。求原混合液中CuSO4和Fe2（SO4）3的物質(zhì)的量濃度。思路解析：解答本題的關(guān)鍵是要分析清楚剩余26g殘留固體是什么物質(zhì)，然后根據(jù)有關(guān)反應的化學方程式進行計算。解：n（）=n（BaCl2）=2L×0.25mol·L-1=0.50mol若原混合溶液中溶質(zhì)全部是CuSO4，由Fe+CuSO4====FeSO4+Cu，可知，需Fe質(zhì)量為：0.5mol×56g·mol-1=28g若原混合溶液中溶質(zhì)全部是Fe2（SO4）3，由Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4，可知，需Fe質(zhì)量為：0.5mol××56g·mol-1=9.33g因而實際需Fe的質(zhì)量應介于9.33—28g之間?，F(xiàn)加入的Fe為30g。所以鐵粉過量，26g固體是Fe和Cu的混合物。設(shè)原混合液中Fe2（SO4）3物質(zhì)的量為xmol，CuSO4的物質(zhì)的量為ymolFe+Fe2（SO4）3====3FeSO4xxFe+CuSO4====FeSO4+Cu△m18y8y依題意：解得：所以c[Fe2(SO4)3]==0.05mol·L-1c（CuSO4）==0.10mol·L-1答案：0.05mol·L-1，0.10mol·L-1。我創(chuàng)新我超越11.鋁可以從鋁土礦中獲取，鋁土礦是不純凈的鋁的氧化物（雜質(zhì)為Fe2O3和SiO2），它是非再生資源。假如我們對鋁的消費保持現(xiàn)有速度，我們能獲得生產(chǎn)足夠的鋁所需的鋁土礦僅能維持30年左右。由此看來，保護現(xiàn)有自然資源和對非再生資源的再利用，是值得我們考慮的。但是在廢物回收過程中，仍有相當大的難度，其關(guān)鍵的因素主要涉及舊金屬的收集與其他廢物的分離、回收和提煉金屬的費用、金屬本身的價值等（已知1mol電子電量約為105（1）試說明回收鋁的過程中存在的困難。（2）為什么金的回收率比鋁的回收率要大得多？（3）常溫下，SiO2同強堿或強酸是很難反應的，現(xiàn)利用鹽酸、氫氧化鈉溶液、氮氣、二氧化碳和水，從鋁土礦中提取純凈的Al2O3。試設(shè)計一個適用于工業(yè)生產(chǎn)上提純Al2O3的實驗方案，用化學方程式表示提純的過程。（4）制取1molAl理論上需要多少庫侖的電量？（5）假定用6V的直流電源進行電解，制2.7噸鋁需要多少千焦的電能？（請列式并計算）（6）在1.01×105Pa，27℃時，每生產(chǎn)1molAl，理論上在陽極生成O2（7）如果每度電的費用為0.60元，試計算生產(chǎn)廠家每生產(chǎn)1噸鋁需付出的電費為多少元？（1度電=3600kJ）（請列式計算）思路解析：（1）回收鋁的過程中存在的困難是：①人們的環(huán)境意識薄弱；②回收和提煉金屬的費用較高；③鋁同其他廢物的分離較困難；④鋁本身價值并不高；⑤舊金屬的收集缺乏專門的機構(gòu)。（2）因為金比鋁的價值要高，另一方面，金活動性弱，容易回收。（3）因為Fe2O3和SiO2與強堿都不反應，因此可把鋁土礦溶于強堿溶液中，過濾除去雜質(zhì)，即得到偏鋁酸鈉溶液，往濾液中加酸即可得氫氧化鋁沉淀，由于氫氧化鋁沉淀可和強酸反應，所以要得到較多的沉淀，最好加弱酸，方程式表示為：①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O②NaAlO2+CO2+2H2O====Al（OH）3↓+NaHCO3③2Al（OH）3====Al2O3+3H2O（4）這是一個涉及氧化還原反應的問題。氧化鋁要被還原成單質(zhì)鋁，化合價必須從+3價降低到0價，即要得到1molAl必須轉(zhuǎn)移3mol的電子，所需電量為3×105（5）直接代入物理有關(guān)電能的計算公式，可得：2.7×106/27×3×105×6×10-3kJ=1.8×108kJ。（6）根據(jù)電解方程：2Al2O3====4Al+3O2，每產(chǎn)生1molAl的同時生成0.75molO2，由于此狀態(tài)是非標準狀態(tài)，要求氧氣的體積還要進行體積的轉(zhuǎn)化。300×0.75×22.4/273=18.5L。（7）1×106/27×3×105×6×10-3/3600×0.6=1.1×104答案：（1）略（2）略（3）①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O，②NaAlO2+CO2+2H2O===