自然资源的开发利用(2)同步练习--高一下学期化学人教版(2019)必修第二册.docx
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1、高中化学人教版(2019)必修第二册8.1自然资源的开发利用(2)同步练习一金属腐蚀的化学原理(共4小题)1铜锈的成分是铜绿成分为Cu5(OH)x(CO3)y。某化学兴趣小组为了研究铜生锈的条件,进行了如图所示的实验。一个月后,发现B中的铜丝慢慢生锈,且水面处铜丝生锈较为严重,而A、C、D中的铜丝基本无变化。可知铜生锈所需的条件是:铜与 相互作用发生化学反应的结果。2(多选)下列说法不正确的是()A铜在潮湿的空气中不会被锈蚀B纯铁的抗蚀性很强C普通玻璃没有一定的熔点D常温下,铝不被空气氧化,因而可做导线3化学是材料科学发展的基础,合理使用材料有利于人类的生产和生活。在一定条件下,将某种单体进行
2、加聚反应得到一种如图所示的导电性塑料:则合成该塑料的单体为 (填字母序号,下同);A乙炔 B乙烯 C乙烷 D甲烷工业炼铁通常采用的方法是 ;A加热分解法 B电解法C高温还原法某同学欲探究铁在NaCl溶液、蒸馏水和空气中锈蚀的快慢,设计了如下实验。实验序号 ABC实验内容一周后,试管中铁钉锈蚀程度最大的是 ;将质量相同的铁片、铜片用导线连接后浸入硫酸铜溶液中,构成原电池,工作一段时间后铜片质量与铁片质量相差12 g,则理论上导线中通过 mol电子。4某研究小组对铁生锈进行研究:(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:图1中的铁钉最容易生锈的是 (填字母),铁锈的主要成分是 (2)根据实验条件
3、判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为 (3)铁生锈的外部条件是 ;在此条件下,铁钉发生吸氧腐蚀转化为Fe(OH)2的电池反应方程式为 (4)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是 A锡 B铜 C锌(5)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜发蓝处理过程可表示如图2所示:步骤用除锈液(15%的硫酸溶液)浸泡铁件的目的在于除去铁表面的铁锈,该步反应的离子方程式为 为检验经过步骤处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(
4、即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为 除锈后的铁件在发蓝液(NaNO2、NaNO3及NaOH组成的混合液)中浸泡(步骤IV),发生了复杂的化学反应:反应一: Fe+ NaNO2+ NaOH Na2FeO2+ H2O+ NH3反应二:8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O4Na2Fe2O4+3NH3反应三:Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH配平“反应一”的化学方程式(将系数直接填在横线上)若要循环使用发蓝液,从理论角度分析,需要往使用过的发蓝液中 A只需加入NaNO2B只需加入NaNO2和NaNO3C需要加入NaNO2、NaNO3
5、和NaOHD不需加入任何物质而直接使用二防止金属腐蚀的重要意义(共1小题)5下列有关金属的说法中,正确的是()不锈钢抗腐蚀性较好钛合金可用于飞机、火箭的制造司母戊鼎是铁合金缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血青铜、不锈钢都是合金形成合金时金属与金属之间发生了化学反应。ABCD三金属的回收与环境、资源保护(共4小题)6某化学小组以铝土矿(含Al2O3,Fe2O3和SiO2)为原料进行炼铝探究(流程如图),叙述错误的是()A步骤过程中均需过滤操作B步骤分离出的杂质是氢氧化铁C步骤之中可能发生了氧化还原反应Dd只能是氧化铝7加强废旧金属的回收和再利用,是合理开发和利用金属资源的主要途径之一。下图是从镀
6、铜废电路板中回收金属铜的一种工艺流程(各过程需控制适宜条件)。(1)上述流程中,为加快化学反应速率而采取的措施是 。(2)过程中,Cu溶解,过氧化氢的作用是 。(3)过程中,获得Cu的反应的离子方程式为 。(4)过程的目的是 。8实验室产生的酸性废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,某同学设计了如图所示方案对废液进行处理来回收金属,保护环境。(1)沉淀A的成分是: (写化学式),若步骤中加入少量铁屑,无沉淀生成,此时发生反应的离子方程式为 。(2)如何检验溶液A中的金属阳离子,简述其方法: 。(3)写出步骤发生反应的化学方程式: 。(4)步骤的操作名称是 ,用到的主要玻璃仪器有烧杯、 ,沉
7、淀C与胶体C的本质区别是: 。9为探索工业含铝、铁、铜的合金(其它成分与酸碱都不反应)废料的再利用,某同学设计的回收利用方案如图:(1)滤渣B中含有 (填化学式,下同);试剂Z为 (填化学式)。(2)生成沉淀C的离子方程式为 。(3)检验滤液D中含有的金属阳离子的实验方法为 (试剂自选,从操作+现象+结论答题),若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤: 、冷却结晶、 、洗涤、在低温下干燥。(4)若试剂Y是H2O2溶液,则生成硫酸铜溶液的化学方程式为 。(5)为测定绿矾化学式中结晶水的数目,某同学称取上述绿矾晶体m1g,在隔绝空气下加热,使绿矾晶体失去结晶水,当质量不再变化时称得固体质
8、量为m2g,则绿矾化学式中结晶水的数目x (列式表示)。四常见金属元素的单质及其化合物的综合应用(共3小题)10下列物质可以由单质直接化合得到的是()ACuSBFeSCFeCl2DFeI311金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系,不全部是通过一步反应完成的是()ANaNaOHNa2CO3NaClBAlAl2O3Al(OH)3AlCl3CMgMgCl2Mg(OH)2MgSO4DFeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)312我们已经学习了钠、氯、铁、铝等元素的单质及其化合物的相关性质,请回答下列问题:(1)四种元素的单质中,氧化性和还原性最强的两种单质反应生成某种
9、化合物,用电子式表示该化合物的形成过程: 。(2)把8.3g铁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,得到5.6L标况下的H2,则合金中铁的质量分数为: (保留三位有效数字)。(3)配平Na2FeO4与盐酸反应的方程式: Na2FeO4+ HCl NaCl+ FeCl3+ H2O+ Cl2,Na2FeO4的电离方程式为 。该反应按方程式计量数关系,所得产物中离子键与共价键的个数比为: 。五石油的分馏产品和用途(共3小题)13关于石油的说法中,不正确的是()A石油主要含烃类物质,这些烃类物质随着烃分子含有的碳原子数的增加沸点升高B常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点,但石油气为纯净的丙烷C石油分馏不
10、是化学变化,但裂化是化学变化D裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料14下列说法不正确的是()A乙烯分子与苯分子二者所含碳碳键不同B等体积的甲烷与氯气混合,在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢C石油的裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料D乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化成乙酸15下列有关石油、煤、天然气的叙述正确的是()A石油分馏可得到汽油、煤油和柴油等,裂解可得到乙烯、丙烯等B煤中含有的苯、甲苯等,煤干馏可得到芳香烃,石油的催化重整也可得到芳香烃C石油的分馏、煤的气化和液化都属于化学变化D石油、煤、天然气、可燃冰、沼气都属于化石燃料六石油的裂化和裂解(共3小题)1
11、6石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,成分复杂,需要先在炼油厂进行精炼。利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫做分馏。石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油,但其产量难以满足社会需求,而含碳原子多的重油却供大于求。因此,需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等物质,再进一步裂解,可以获得很多重要的化工原料。例如:C16H24(十六烷)C8H18(辛烷)+C8H16(辛烯)、C8H18(辛烷)C4H10(丁烷)+C4H8(丁烯),通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。根据石油催化裂化、催化裂解的规律分析,1分子丁烷(C4H10)催化裂解产生1分子乙烯
12、的同时,还可能得到1分子下列物质中的()ACH4BC2H6CC3H6DC3H817用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料,例如用通过石油得到的乙烯和由煤得到的苯制聚苯乙烯。生产过程如下:下列说法不正确的是()A通过裂解可以从石油中获得更多的不饱和烃B通过煤干馏不能直接得到苯的纯净物C反应为加成反应,为加聚反应D反应的原子利用率都达到了100%18很多重要的化工原料都来源于石油,模拟石油深加工合成丙烯酸乙酯等化工原料的过程如下。回答下列问题:(1)AB的反应类型为 。(2)丙烯酸中含有的官能团的名称为 。(3)丙烯分子中,最多有 个原子共平面。(4)已知石蜡油的分解产物中除含有A、丙烯外
13、,还可能含有C5H12等有机物。C5H12的一氯代物有 种。(5)写出反应的化学方程式 。(6)聚丙烯酸可用于配制某些高档商品的涂饰剂、制取丙烯酸树脂漆等.写出聚丙烯酸的结构简式: 。七化石燃料与基本化工原料(共3小题)19下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是()A煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程B燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放C石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物D天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料20天工开物中记载,古人利用火井中采得的天然气作为燃料,熬煮盐井水获得井盐,下列说法正确的是()A天然气的主要成分是CO和H2B天然气燃烧的反应中,反应物具
14、有的总能量高于生成物具有的总能量C该生产原理利用的实验方法是蒸馏D获得井盐时,Na+和Cl之间形成共价键21英国BP石油公司最新发布的“2020年世界能源统计报告”显示,化石燃料仍占全球一次能源消费的84%。下列说法正确的是()A石油的裂解气中,乙烯的含量比较高B煤的干馏、石油的分馏均是化学变化C煤、石油、天然气的主要成分都是烃D核能、氢能、太阳能是当今社会的主要能源参考答案一金属腐蚀的化学原理(共4小题)1【分析】由铜绿的化学式可以看出,铜绿由铜、碳、氢、氧四种元素组成,据此判断。【解答】解:由铜锈的化学式Cu2(OH)2CO3,可以看出其中含有铜、氢、碳、氧四种元素,不会是只与氧气和水作用
15、的结果,还应与含有碳元素的物质接触,而空气中的含碳物质主要是二氧化碳,所以铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用的结果,故答案为:O2、H2O、CO2。【点评】本题考查了铜生锈条件的探究,题目难度不大,注意正确的分析反应物和生成物各是哪些物质,然后根据质量守恒定律,侧重于考查学生的分析能力和应用能力。2【分析】A铜与氧气、二氧化碳和水充分接触时容易生锈;B依据纯铁不能形成电化学腐蚀,生铁含有杂质碳,铁和碳在表面电解质溶液中形成原电池反应,铁做负极被腐蚀分析判断;C晶体有一定的熔点,非晶体没有,玻璃没有固定的熔点;D铝很活泼,在空气中易被氧化生成氧化铝【解答】解:A铜片长期暴露在空气中与空气中的
16、水蒸气、氧气和二氧化碳反应,在表面会形成一层铜绿,铜绿的成分为Cu2(OH)2CO3,故A选;B纯铁不含杂质,不能构成原电池,在潮湿空气中生铁中含有杂质和铁与表面的电解质溶液形成原电池反应,铁做负极,生铁比纯铁容易被腐蚀,故B不选;C晶体熔化过程中吸热,温度保持不变;非晶体没有熔点,熔化过程中不断吸收热量,温度逐渐升高,玻璃可在一定温度范围内软化,没有固定的熔点,故C不选;D常温下,铝易被氧气氧化生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,所以铝具有较强的抗腐蚀性,可做导线是因为铝具有导电性,故D选;故选:AD。【点评】本题考查了元素化合物知识,掌握铜、铁、玻璃、铝的性质是解答关键,注意铝的性
17、质,铝的氧化物薄膜致密性较强,能防止铝继续被腐蚀,题目难度不大3【分析】由高聚物的结构可知最小重复单位为CHCH,则单体为CHCH,以此解答该题;工业炼铁通常采用的方法是热还原法,利用还原剂还原金属氧化物;形成原电池后能加快金属的腐蚀速率;负极上铁溶解,正极上析出铜,铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和,溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等,根据金属和转移电子之间的关系式计算。【解答】解:该塑料最小重复单位为CHCH,则单体为CHCH,为乙炔,故答案为:A;工业炼铁通常采用的方法是热还原法,利用还原剂一氧化碳还原氧化铁得到金属铁,故选C,故答案为:C;A铁钉和氯化钠溶液能构成原电池
18、,铁作负极而被腐蚀;B铁钉在蒸馏水中,并与空气接触,会缓慢生锈;C铁钉在干燥的空气中不易生锈;所以铁钉腐蚀最快的是A,故答案为:A;设转移xmol电子,则消耗0.5xmolFe,析出0.5xmolCu,则有0.5x(64+56)12,x0.2,故答案为:0.2mol。【点评】本题考查物质的组成、结构和性质的关系、原电池反应、电子守恒的计算应用,侧重考查化学在生产生活中的应用,选取合适的方法防止金属被腐蚀是解题的关键,题目难度不大。4【分析】(1)铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀,隔绝空气或在干燥的空气中难以形成原电池反应;(2)铁活泼,易失去电子而被氧化;(3)铁在潮湿的空气中易形成原电池反应
19、而被氧化;中性环境下,金属铁发生吸氧腐蚀,据此书写化学方程式;(4)锌比铁活泼,当镀层破损后,易腐蚀锌而保护铁;(5)稀硫酸、洗盐酸会与铁制品表面上的锈发生反应,可用于除锈;铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可观察到铁丝表面出现红色固体,溶液由蓝色逐渐变为无色;根据氧化还原反应中电子守恒来配平方方程式,根据化学方程这消耗的物质的情况来回答【解答】解:(1)A、铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀;B、植物油隔绝空气,铁难以腐蚀,;C、碱石灰吸水,在干燥的空气中铁难以腐蚀,铁锈的主要成分是Fe2O3(或 Fe2O3xH2O),故答案为:A;Fe2O3(或 Fe2O3xH2O);(2)负极上铁为活泼金
20、属,易失去电子而被氧化,正极上是氧气发生得电子的反应O2+2H2O+4e4OH,故答案为:O2+2H2O+4e4OH;(3)铁在潮湿的空气中易形成原电池反应,发生吸氧腐蚀而被氧化,此中性条件下,铁钉发生吸氧腐蚀转化为Fe(OH)2的电池反应方程式为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,故答案为:潮湿的空气;2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;(4)在铁表面镀上一层锌,锌比铁活泼,当镀层破损后,易腐蚀锌而保护铁,故答案为:C;(5)稀硫酸、洗盐酸会与铁制品表面上的锈发生反应,可用于除锈,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,铁锈与硫酸反应的实质为:Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,故答案为:
21、Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O;铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的方程式为Fe+CuSO4 FeSO4 +Cu,故答案为:铁制品表面有红色固体析出;铁元素化合价升高了2价,氮元素的化合价降低了6价,所以铁元素的前边系数是3,氮元素前边系数是1,根据元素守恒,配平水以及氢氧化钠的系数,若要循环使用发蓝液,从理论角度分析,需要往使用过的发蓝液中加入亚硝酸钠即可,选A,故答案为:3;1;5;3;1;1;A【点评】本题考查金属腐蚀的化学原理,题目难度不大,注意金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀的区别,以及形成电化学腐蚀的条件二防止金属腐蚀的重要意义(共1小题)5【分析】不锈钢为铁合金,改变了铁合
22、金的结构,抗腐蚀性好;钛合金是航空工业的重要材料;司母戊鼎是铜合金;根据钙、铁与人体健康分析;合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质;合金具有以下特点:一定是混合物;合金中至少有一种金属等;形成合金时金属与金属之间未发生化学反应。【解答】解:不锈钢是由铁、铬、镍制成的,具有强的抗腐蚀性能,故正确;钛是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛合金可用于飞机、火箭的制造,故正确;司母戊鼎是世界上现存最大的青铜器,故错误;钙是组成骨骼的重要元素,缺钙会引起骨质疏松,血红蛋白中含有铁元素,缺铁会引起贫血,故正确;青铜为铜锡铅的合金、不锈钢为铁镍合金、硬铝为镁铝合金,都是
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