高考化学一轮复习（第六辑）考点八十二金属材料（含解析）

高考化学一轮复习（第六辑）考点八十二金属材料（含解析）考点八十二 金属材料聚焦与凝萃1了解金属在自然界中的存在形态；2掌握金属的冶炼原理和冶炼方法；3了解钢铁的冶炼及铝的冶炼的主要设备和有关原理；4了解金属腐蚀的实质和类型；5了解保护金属防止腐蚀的方法。解读与打通常规考点一、从矿石中获得金属1钢铁的冶炼 （1）生铁的冶炼 几种矿石的主要成分：磁铁矿（Fe3O4），赤铁矿（Fe2O3），褐铁矿（2Fe2O33H2O），黄铁矿（FeS2）。原理：在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来。以赤铁矿为例，用方程式表示为：3COFe2O32Fe3CO2。原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。石灰石的作用：除去脉石，有关方程式为：CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3。设备：炼铁高炉。（2）钢的冶炼 原理：在高温下用氧化剂将生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去，再添加硅、锰、铝等其他合金作为脱氧剂，调整钢水的成分。原料：炼铁厂的铁水或废钢铁。主要的反应：2CO22CO2FeO22FeOFeOCCOFe(脱碳)FeSCaOCaSFeO(脱硫)（3）铝的冶炼 原料：铝土矿 。提纯Al2O3，用化学反应方程式表示为： Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O； NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3 ； 2Al(OH)3Al2O33H2O。 电解Al2O3：电解质是冰晶石(Na3AlF6)和氧化铝的熔融液，加入少量降低熔点的物质是氟化钙，阳极和阴极的材料是碳素材料，在电解槽中进行。 电解原理：总反应式：2Al2O34Al3O2（950970，冰晶石）电极反应：阳极：6O212e=3O2；阴极：4Al312e= 4Al。二、金属的腐蚀与防止1金属的腐蚀 （1）本质：金属腐蚀的本质是金属与其接触的其它物质在一定条件下发生氧化还原反应而被氧化。 （2）分类：化学腐蚀：金属材料与接触的一些物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：不同金属或不纯金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。（3）钢铁的电化学腐蚀：析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性. 正极反应2H+2e- =H2O24e-2H2O= 4OH- 负极反应Fe2e- =Fe2+2Fe4e- =2Fe2+2金属腐蚀的防止和利用（1）用化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜。（2）电镀，镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易发生化学变化的物质。（3）电化学保护法，如牺牲阳极保护法和外加电流阴极保护法。隐性考点1炼钢和炼铁的比较炼铁炼钢主要反应原理利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂(CO)从铁矿石里把铁还原出来 利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其他杂质氧化成为气体或炉渣除去 主要设备高炉 转炉、电炉及平炉 主要原料铁矿石(提供铁元素) 焦炭(制还原剂CO及提供热能) 石灰石(造渣材料) 空气(提供O2) 生铁(液态)、O2(或空气)、生石灰(造渣材料)、脱氧剂(硅铁、锰铁和铝等) 主要化学反应生成还原剂(CO)，产生高温CO2CO2CO2C2CO生铁的形成Fe2O33CO2Fe3CO2造渣CaCO3CaOCO2CaOSiO2CaSiO3杂质的氧化2FeO22FeOSi2FeOSiO22FeMnFeO=MnOFeCFeOCOFe除硫、磷(了解)FeSCaOFeOCaS2P5FeO3CaO5FeCa3(PO4)2脱氧2FeOSi2FeSiO23FeO2Al3FeAl2O32金属的冶炼：冶炼金属的实质是用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成单质，从矿石中提炼金属经过矿石的富集、冶炼、精炼三个步骤。（1）热分解法：适合于位于金属活动顺序表后端(金属活动性位于氢后面)的金属，如Hg、Ag等。2HgO2HgO22Ag2O4AgO2（2）热还原法：适合于位于金属活动顺序表中部(AlPb)的金属，常用的还原剂有焦炭、CO、H2、活泼金属(如Al)等。Fe2O33CO2Fe3CO2WO33H2W3H2OCr2O32Al2CrAl2O3(铝热反应)（3）电解法：适合于位于金属活动性顺序表前端的金属，如K、Na、Ca、Al等金属。2Al2O3 4Al3O22NaCl2NaCl2融合与应用例1(2009广东理科基础，23)下列有关金属及其合金的说法不正确的是 ()A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 解析：生铁、普通钢、不锈钢中生铁含碳量最高。 答案：B例2(2010北京，6)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e- =Fe3+ 答案：B 扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1金属的腐蚀全部是氧化还原反应 （ ）2钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e-=Fe3+（ ）3用牺牲锌块的方法来保护船体 （ ）4金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应 （ ）5炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用 （ ）6把生铁冶炼成碳素钢的主要目的是适当降低生铁含碳量，除去大部分硫、磷等杂质（ ）7生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加（ ）8因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主 （ ）9镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 （ ）10目前我国流通的硬币是由合金材料制造的（ ）11无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化 （ ）12日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用（ ）13金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是：MnH2O = M(OH)nH2（ ）14镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 （ ）15把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是除去生铁中除Fe以外各种元素，把生铁提纯（ ）16火法冶金：是指利用高温从矿石中提取金属或其他化合物的冶金方法（ ）17化学腐蚀与电化学腐蚀的区别在于化学腐蚀的过程中无电流产生，而电化学腐蚀因发生原电池反应而有电流产生（ ）18合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同（ ）19多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低（ ）20合金的强度和硬度一般比组成它们的 纯金属更高，抗腐蚀性能也更好实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1下列关于钢铁腐蚀的叙述中正确的是 ()A吸氧腐蚀时正极放出氧气B析氢腐蚀时正极放出氢气C化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率D析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍2【2009北京，6】下列叙述不正确的是 ()A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e= 4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl23在金属A中含有金属B，发生电化锈蚀时，金属A被腐蚀；将金属A与金属C组成原电池，则A为电池的正极，A、B、C三种金属还原性的强弱顺序是 ()AABC BCBA CBCA DCAB4下列有关化工生产的主要设备及尾气的主要成分完全正确的是 ()A炼铁电炉CO、CO2、N2B氨气氧化炉N2、H2C炼钢转炉Fe2O3、COD硫酸合成塔SO2、SO35下列可被工业上采用的冶金方法是 ()A电解熔融的氯化铝制铝B电解熔融的氯化镁制镁C电解氯化钠溶液制钠D高温下用H2还原氧化镁制镁6【2010天津，2】化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法不正确的是 ()A阿司匹林具有解热镇痛作用B可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品C在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀D禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染7K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔沸点如下：KNaKClNaCl熔点()63.6597.8770801沸点()774882.91500(升华)1431根据平衡移动原理，可推知，用Na与KCl反应制取K的适宜温度是 ()A97.8 770 B770 774 C774 882.9 D1 413 1 500 二、填空（18分）8【2014海南，20】 .下列有关叙述正确的是 ()A碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂 B银锌纽扣电池工作时，Ag2O被还原为AgC放电时，铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大 D电镀时，待镀的金属制品表面发生还原反应锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为 。（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的 操作。（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为 ，其作用是 。（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用PbAg合金惰性电极，阳极逸出的气体是 。（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为 。（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为 。(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)18