徐州专版2020中考化学复习方案第5章金属的冶炼与利用课时训练11金属的冶炼防护和回收试题.docx

课时训练(十一)　金属的冶炼、防护和回收
|夯实基础|
1.[2019·广西北部湾]下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是 (　　)
A.在表面刷漆 在表面涂油 表面镀铬 用湿布擦拭
2.[2019·内江]下列有关金属资源的利用与防护不合理的是 (　　)
A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面,保持洁净
B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈
C.废旧金属的回收利用,是保护金属资源的有效途径之一
D.改变金属的组成和结构,铸造成合金材料可优化其性能
3.[2019·重庆B]为了探究铁制品锈蚀的条件,小明用普通铁钉、纯铁钉同时进行图Z11-1所示的四组实验,一段时间后只在实验Ⅰ中观察到了红褐色锈斑,其他均无明显变化。下列说法错误的是(　　)

图Z11-1
A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要O2
B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要H2O
C.Ⅰ和Ⅳ说明H2O和O2同时存在,铁制品不一定发生锈蚀
D.Ⅲ和Ⅳ说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关
4.[2019·湘潭]钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁,某同学用此原理按如图Z11-2所示装置进行实验。下列说法正确的是 (　　)

图Z11-2
A.该实验不需要增加尾气处理装置
B.该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C.NaOH溶液可以检验气体产物
D.反应结束后,含有未反应的Fe2O3固体,可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
5.[2019·深圳]生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是Fe2O3,还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如下:

图Z11-3
(1)生铁属于　　　　(填“合成”或“金属”)材料。“高炉气体”中的　　　　(填化学式)会导致酸雨。 
(2)“煅烧”时:①生成CO的反应之一为C+CO22CO,该反应属于　　　　(填基本反应类型)反应。 
②用化学方程式表示利用CO炼铁的原理: 　
③CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应,生成CO2气体和CaSiO3,该反应的化学方程式为　
(3)生活中铁制品锈蚀的过程,实际上是Fe与空气中　　　　、　　　　等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是　　　(填序号)。 
A.涂油、喷漆
B.镀耐腐蚀的铬层
C.用盐水清洗
D.久置于酸性环境
|拓展提升|
6.[2019·台州]某同学对Fe2O3做了如图Z11-4所示探究活动,已知氯气在水溶液中能将Fe2+转变为Fe3+,且每一步都充分反应。下列分析正确的是 (　　)

图Z11-4
A.无色气体可以使澄清石灰水变浑浊
B.黑色粉末是Fe3O4
C.①过程Fe2O3中的氧元素全部转入无色气体
D.②过程有置换反应发生
7.[2019·福建]《天工开物》中介绍了锌的冶炼方法:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐(如图Z11-5所示),泥封。“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。(已知:锌的熔点为419 ℃,沸点为907 ℃)

图Z11-5
(1)反应区中,ZnCO3分解生成ZnO和另一种氧化物,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。C与ZnO发生置换反应得到Zn,反应中化合价升高的元素是　。 
(2)冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是　℃。 
(3)“冷定”后方能“毁罐”取锌,从化学变化角度解释其原因:　。 
8. 某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”,取同浓度的稀氨水和稀醋酸用如图Z11-6所示装置完成表中实验,回答下列问题。

图Z11-6
实验序号
①
②
③
④
实验温度/℃
25
25
70
70
试剂
稀氨水
稀醋酸
稀氨水
稀醋酸
出现铁锈所需时间
1天未见锈蚀
5分钟
1天未见锈蚀
1分钟
(1)铁锈的主要成分是　　　　(填化学式)。 
(2)实验②和④可探究　　　　因素对铁制品锈蚀快慢的影响,试探究溶液酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择的实验是　　　　(填序号)。 
(3)根据表中实验现象得出的结论是 　 即可)。 
(4)除了上述影响铁制品锈蚀快慢因素外,还有　　　　　　　　　　　　(写出一点即可)等因素,请设计实验方案:　 　
9.[2019·盐城]人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。

图Z11-7
(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都　　　　　　　　。 
(2)在生产生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石磁铁矿(主要成分Fe3O4)和菱铁矿(主要成分FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为　
(3)镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”一种镁铝合金Mg17Al12是特殊的储氢材料,完全吸收氢气后得到MgH2和Al,该反应的化学方程式为　
(4)钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。钛合金制品放在海水中数年,取出后仍光亮如新,是因为其　　
　 填序号)非常好。 
A.可塑性　 械性能　 腐蚀性能
(5)铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈。已知:2FeCl3+Fe3FeCl2。
①铁锈的主要成分是　　　　(填化学式);将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应,变化过程中最多涉及　　　　种化学反应基本类型。 
②将10 g表面生锈的铁钉(杂质已忽略)浸泡在100 g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应,观察到铁锈已完全消失。反应停止后,取出光亮的铁钉洗涤、干燥、称量,质量为3.6 g。则原锈铁钉中铁元素的质量分数为　　　　。 
(6)利用“活泼金属”可以制得H2,H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业,则需综合考虑的因素有　　
　 填序号)。 
A.金属原料的成本
B.生产过程中的能耗和污染
C.金属的回收利用

【参考答案】
夯实基础
1.D　[解析]用湿布擦拭给金属制品提供了水分,促进了金属的锈蚀。
2.A　[解析]铝的化学性质较活泼,在常温下能与空气中的氧气发生反应,生成致密的氧化物保护膜,保护内部的铝不被氧化或腐蚀,常用钢丝球擦洗铝制品的表面会缩短铝制品的使用寿命;钢铁易生锈,在钢铁表面喷油漆可隔绝空气和水,防止铁制品生锈;废旧金属回收利用不仅可节约宝贵的金属资源,还可节约冶炼金属的能源、减少环境污染;合金的性能优于组成它的纯金属,将金属制成合金可优化其性能。
3.D　[解析]Ⅰ、Ⅱ对比,Ⅱ中没有氧气,Ⅰ中铁钉生锈,Ⅱ中铁钉不生锈,说明铁制品锈蚀需要O2;Ⅰ、Ⅲ对比,Ⅲ中没有水,Ⅰ中铁钉生锈,Ⅲ中铁钉不生锈,说明铁制品锈蚀需要H2O;Ⅰ、Ⅳ对比两者的外界条件相同,Ⅰ中铁钉生锈,Ⅳ中铁钉不生锈,说明H2O和O2同时存在,铁制品不一定发生锈蚀;Ⅲ、Ⅳ中存在两个实验变量,不能说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关。
4.B　[解析]该实验过程中,有未参加反应的CO气体排出,氢氧化钠溶液不能吸收CO且CO是有毒气体,故还需要增加尾气处理装置;CO是可燃性气体,和空气或氧气混合加热可能会发生爆炸,故加热前应先通入一段时间的CO验纯;该实验的气体产物是CO2,CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O,没有明显的实验现象,故不可用NaOH溶液检验;Fe2O3和Fe均能与稀盐酸反应,不能用盐酸来提纯含有Fe2O3的Fe。
5.(1)金属　SO2　(2)①化合
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2　
③CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
(3)水　氧气　AB
[解析](1)生铁是碳和铁的合金,属于金属材料能够引起酸雨的是SO2和氮的氧化物。(2)①CO2与C在高温下生成CO的反应属于化合反应;②CO炼铁的原理是利用CO的还原性将氧化铁还原成铁单质,化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2;③根据题意,CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应,生成CO2气体和CaSiO3,故化学反应方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。(3)铁生锈需要与氧气和水同时接触;防锈措施包括隔绝水或氧气、保持干燥等方法。
拓展提升
6.B　[解析]由于氧化铁中不含碳元素,且是高温隔绝空气加热,所以不会生成二氧化碳,无色气体为氧气,不能使澄清石灰水变浑浊;由于每一步都充分反应,所以黑色粉末中不含氧化铁,根据反应前后铁元素质量守恒,可得黑色粉末中铁元素的质量为4.8 g×56×256×2+16×3×100%=3.36 g,黑色粉末中氧元素的质量为4.64 g-3.36 g=1.28 g,则黑色粉末中铁原子和氧原子的个数比为3.36 g56∶1.28 g16=3∶4,所以黑色粉末是Fe3O4;根据上述分析可知,黑色粉末中也含有氧元素;②过程是四氧化三铁和盐酸反应,不属于置换反应。
7.(1)ZnCO3ZnO+CO2↑　C(或碳)
(2)419~907
(3)防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌(或2Zn+O22ZnO)
[解析](1)碳酸锌加热分解生成氧化锌和二氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑;C与ZnO反应生成Zn和CO2,反应前碳元素的化合价为0,反应后碳元素的化合价变为+4,故化合价升高的元素是碳。(2)锌的熔点为419 ℃,沸点为907 ℃,故锌由气态变为液态的温度范围为419~907 ℃。(3)锌在较高温度下能和氧气反应生成氧化锌,故应冷却后再取锌。
8.(1)Fe2O3(或Fe2O3·xH2O)
(2)温度　①②(或③④)
(3)相同酸性环境下,温度越高,铁生锈越快
(4)氧气浓度　向图示装置中分别通入空气和氧气,然后观察铁锈出现的时间
[解析](2)实验②和④可探究温度因素对铁制品锈蚀快慢的影响,试探究溶液酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择的实验是①②或③④。(3)根据表中实验现象可知在碱性环境下(实验①③),铁钉不易生锈;在酸性环境下(实验②④),温度越高,铁钉生锈越快。(4)通过分析可知,氧气浓度也会影响铁制品锈蚀的快慢,设计实验时,应采用控制变量法,分别通入空气和氧气,观察铁锈出现的时间。
9.(1)不活泼
(2)①磁铁矿中铁元素含量更高
②2Al2O34Al+3O2↑
(3)Mg17Al12+17H217MgH2+12Al
(4)C
(5)①Fe2O3(或Fe2O3·xH2O)　3　②92%
(6)ABC
[解析](1)金、银的金属活动性都很弱,其单质的化学性质不活泼,在自然界中能以单质形式存在。(2)①磁铁矿的主要成分Fe3O4中的铁元素的质量分数为56×356×3+16×4×100%≈72.4%,菱铁矿的主要成分FeCO3中铁元素的质量分数为5656+12+16×3×100%≈48.3%,故磁铁矿石中铁元素的含量高于菱铁矿,故选磁铁矿石作炼铁原料更具优势。(4)合金与纯金属相比有很多优良的性能,如熔点低、硬度大、抗腐蚀性能好,根据钛合金制品放在海水中数年,取出后仍光亮如新,说明该合金抗腐蚀性能优良。(5)①铁锈的主要成分为氧化铁,化学式为Fe2O3。生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中,铁锈主要成分氧化铁与稀盐酸反应,化学方程式为Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,该反应属于复分解反应;铁和稀盐酸也发生反应,化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑,该反应属于置换反应;同时氯化铁能与铁反应,化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,该反应属于化合反应,故变化过程中共涉及3种化学反应基本类型。②根据题中信息可知,铁锈中的铁元素以及参与反应的单质铁最终都形成了氯化亚铁,设在氯化亚铁中,铁元素质量为x。
根据化学反应前后氯元素质量不变可得:
Fe~FeCl2~2HCl
56 73
x 100 g×7.3%
5673=x100 g×7.3%
x=5.6 g
故原锈铁钉中铁元素的质量分数为5.6 g+3.6 g10 g×100%=92%。
(6)金属原料的成本低则利于技术的推广,成本高则不利于技术的推广,故要考虑;生产过程中的能耗和污染,会对技术的推广产生负面的影响,故要考虑;金属的回收利用,能有效地节约能源和资源,以及成本,故要考虑。

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