高二化学选修2课时自主训练29

自主广场我夯基我达标1.下列关于铁和铝的叙述正确的是（）A.铝的金属性比铁强，所以在空气中铝更容易受到腐蚀B.铝在自然界的储量比铁更大，所以铝的应用比铁更广泛C.铁比铝的冶炼更容易，所以人类使用铁的历史比铝早D.综合考虑铁和铝的生产成本、资源储量、抗腐蚀能力等方面因素，铁比铝的应用更广泛思路解析：虽然铝比铁更容易被氧气氧化而腐蚀，但由于铝在空气中被氧气氧化后，在其表面生成了一层致密的氧化膜而阻止了内部的铝进一步被氧化，所以在空气中实际上是铁更容易被腐蚀；金属的应用除了考虑其储量外，还需要考虑其冶炼的成本、抗腐蚀能力、回收程度等多种因素，所以实际上铁比铝的应用更广泛；人类使用铁的历史比铝早，则是因为铝的冶炼太困难所造成的。答案：CD2.“垃圾是放错了位的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于（）A.有机物B.金属或合金C.氧化物D.不可再生固体废弃物思路解析：废弃的铁锅是铁合金、铝制易拉罐是铝合金、铜导线为金属单质，所以应选B项。答案：B3.“保护环境，从我做起”。以下做法不利于环境保护的是（）A.随意丢弃废旧电池B.不用或少用含磷洗涤剂C.垃圾分类回收D.实验时在不影响实验效果的前提下尽可能减少药品用量思路解析：随意丢弃废旧电池是一种严重污染环境的错误做法。答案：A4.我国在春秋战国时期就掌握将生铁退火处理得到铸钢的技术，比欧洲早两千年，生铁退火处理的主要作用是（）A.除硫、磷杂质B.降低含碳量C.掺进合金元素D.提高含碳量思路解析：生铁和钢的主要区别是含碳量不同，将生铁处理后得到钢的主要途径是降低含碳量，所以生铁退火处理的主要作用也是降低含碳量。答案：B5.镁粉在焰火、闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉蒸气在气体中冷却，下列可作为冷却气体的是（）①空气②CO2③Ar④H2⑤N2A.①②B.②③C.③④D.④⑤思路解析：氮气、氧气、二氧化碳及由包含以上气体的空气都可以与镁蒸气反应，不能作为冷却镁的气体，而氢气和氩不与镁反应，也不能被镁吸收，可以作为冷却镁的气体。答案：C6.铝硅合金（Si13.5%）在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝；②硅；③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是（）A.①③②B.③①②C.③②①D.②①③思路解析：合金的熔点低于其组分金属的熔点，而硅是原子晶体，其熔点高于金属铝。答案：B我综合我发展7.(2005天津高考理综，12)金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-====NiB.电解过程中，阳极质量减少与阴极质量增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt思路解析：按氧化还原顺序规律，电解时在阳极上失电子被氧化的物质按还原性强弱确定其反应顺序：Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt，所以在阳极上首先失去电子的是锌，其次是铁，接下来是镍，因为镍是主要的，所以就轮不上铜和铂失电子了，它们就沉积下来成为阳极泥。电解后溶液中的阳离子有铁、锌和镍离子；阳极发生的反应有锌、铁、镍三个；阳极上溶解的金属与阴极上析出的不是同一种金属，所以它们的质量肯定不相等。答案：D8.(2005辽宁高考综合能力测试，42)（1）生铁是通过高炉冶炼而得，冶炼过程中一氧化碳还原赤铁矿的化学方程式为___________________。（2）铁在一定条件下可与多种非金属单质反应，铁与氯气发生反应的化学方程式为，铁与硫反应的化学方程式为___________________。思路解析：铁是比较活泼的金属，它的冶炼方法是热还原法，即采用还原剂CO将氧化铁在高温条件下还原为铁。铁是具有变价的金属，它与强氧化剂如氯气反应生成高价的铁的化合物，而与弱氧化剂如硫反应则生成低价的铁的化合物。答案：（1）Fe2O3+3CO2Fe+2CO2（2）2Fe+3Cl22FeCl3Fe+S9.将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进烧杯内，在下列情况下，指出有哪些阳离子（不考虑阴离子）或金属单质同时存在，填在空白处：（1）反应完毕后，铁粉有剩余。反应后溶液中一定含有__________阳离子；一定没有___________阳离子；固体干燥后，其中一定含有____________和____________。（2）反应完毕后，铜有剩余，铁粉无剩余。反应后溶液中一定含有_________阳离子，溶液中可能含有_________阳离子，溶液中一定不含_________阳离子。（3）反应完毕后，溶液中含有Fe3+，则溶液中一定还含有_________阳离子；有无固体存在？_________________________________________________________________________。思路解析：因为还原性Fe＞Cu，氧化性FeCl3＞CuCl2，故发生反应的顺序为：Fe+2FeCl3====3FeCl2，Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2，Fe+CuCl2====Cu+FeCl2。（1）反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有Fe2+，一定没有Cu2+和Fe3+。剩余固体中一定是Fe和Cu。（2）反应完毕后，铜有剩余，铁粉无剩余，故溶液中一定含有Fe2+，可能含有Cu2+，一定不含Fe3+。（3）反应完毕后，溶液中含有Fe3+，则溶液中一定还含有Fe2+、Cu2+，无固体剩余。答案：（1）Fe2+Cu2+和Fe3+FeCu（2）Fe2+Cu2+Fe3+（3）Fe2+、Cu2+无固体剩余10.往2LFe2（SO4）3和CuSO4的混合溶液中加入30g纯铁粉，待反应完全后，得到26g不溶物。在滤液中加入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的物质的量浓度。思路解析：解答本题的关键是要分析清楚剩余26g残留固体是什么物质，然后根据有关反应的化学方程式进行计算。解：n（）=n（BaCl2）=2L×0.25mol·L-1=0.50mol若原混合溶液中溶质全部是CuSO4，由Fe+CuSO4====FeSO4+Cu，可知，需Fe质量为：0.5mol×56g·mol-1=28g若原混合溶液中溶质全部是Fe2（SO4）3，由Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4，可知，需Fe质量为：0.5mol××56g·mol-1=9.33g因而实际需Fe的质量应介于9.33—28g之间。现加入的Fe为30g。所以铁粉过量，26g固体是Fe和Cu的混合物。设原混合液中Fe2（SO4）3物质的量为xmol，CuSO4的物质的量为ymolFe+Fe2（SO4）3====3FeSO4xxFe+CuSO4====FeSO4+Cu△m18y8y依题意：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。我创新我超越11.铝可以从铝土矿中获取，铝土矿是不纯净的铝的氧化物（杂质为Fe2O3和SiO2），它是非再生资源。假如我们对铝的消费保持现有速度，我们能获得生产足够的铝所需的铝土矿仅能维持30年左右。由此看来，保护现有自然资源和对非再生资源的再利用，是值得我们考虑的。但是在废物回收过程中，仍有相当大的难度，其关键的因素主要涉及旧金属的收集与其他废物的分离、回收和提炼金属的费用、金属本身的价值等（已知1mol电子电量约为105（1）试说明回收铝的过程中存在的困难。（2）为什么金的回收率比铝的回收率要大得多？（3）常温下，SiO2同强碱或强酸是很难反应的，现利用盐酸、氢氧化钠溶液、氮气、二氧化碳和水，从铝土矿中提取纯净的Al2O3。试设计一个适用于工业生产上提纯Al2O3的实验方案，用化学方程式表示提纯的过程。（4）制取1molAl理论上需要多少库仑的电量？（5）假定用6V的直流电源进行电解，制2.7吨铝需要多少千焦的电能？（请列式并计算）（6）在1.01×105Pa，27℃时，每生产1molAl，理论上在阳极生成O2（7）如果每度电的费用为0.60元，试计算生产厂家每生产1吨铝需付出的电费为多少元？（1度电=3600kJ）（请列式计算）思路解析：（1）回收铝的过程中存在的困难是：①人们的环境意识薄弱；②回收和提炼金属的费用较高；③铝同其他废物的分离较困难；④铝本身价值并不高；⑤旧金属的收集缺乏专门的机构。（2）因为金比铝的价值要高，另一方面，金活动性弱，容易回收。（3）因为Fe2O3和SiO2与强碱都不反应，因此可把铝土矿溶于强碱溶液中，过滤除去杂质，即得到偏铝酸钠溶液，往滤液中加酸即可得氢氧化铝沉淀，由于氢氧化铝沉淀可和强酸反应，所以要得到较多的沉淀，最好加弱酸，方程式表示为：①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O②NaAlO2+CO2+2H2O====Al（OH）3↓+NaHCO3③2Al（OH）3====Al2O3+3H2O（4）这是一个涉及氧化还原反应的问题。氧化铝要被还原成单质铝，化合价必须从+3价降低到0价，即要得到1molAl必须转移3mol的电子，所需电量为3×105（5）直接代入物理有关电能的计算公式，可得：2.7×106/27×3×105×6×10-3kJ=1.8×108kJ。（6）根据电解方程：2Al2O3====4Al+3O2，每产生1molAl的同时生成0.75molO2，由于此状态是非标准状态，要求氧气的体积还要进行体积的转化。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===