第9周·周末作业 金属材料 合金-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册配套练习word（苏教版）

第9周·周末作业　金属材料　合金 一、选择题 1.中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造不涉及化学反应的是 (　　) A.用胆矾炼铜 B.用铁矿石炼铁 C.中国古代炼丹术士将丹砂(HgS)炼成三仙丹(HgO) D.活字印刷术印诗成册 2.下列文物中,主要材质为金属材料的是 (　　) A.昆山片 玉石磨 B.通雕祥云麒麟 金木雕板 C.铜博 山炉 D.圜底 陶罐 3.下列关于金属冶炼的说法正确的是 (　　) A.金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态,冶炼方法由金属的活动性决定 B.铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中,从而置换出铜 C.铁通常采用高温还原法冶炼,加入石灰石的目的是除去过量的碳 D.用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠 4.(2025·黑龙江哈尔滨期末)下列反应原理不符合工业上冶炼金属的方法的是 (　　) A.MgO+H2Mg+H2O B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2 C.2Ag2O4Ag+O2↑ D.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 5.(2025·山东青岛开学考试)下列说法正确的是 (　　) A.钢是合金,合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 B.炼铁常用的焦炉气可通过煤的气化获得 C.铁比铜活泼,铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜 D.铁是比较活泼的金属,自然界中不存在游离态的铁 6.(2025·陕西汉中期末)我国的科技发展日新月异,化学发挥了重要作用,下列说法错误的是 (　　) A.长征系列运载火箭年发射次数已突破50次,火箭常用的液氢燃料是还原性气体 B.我国研发的航空发动机使用了含铼(Re)合金材料,合金是纯净物 C.我国镍氢电池居世界先进水平,制造镍氢电池使用的储氢合金是一类能与氢气结合成金属氢化物的材料 D.我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制,对于航天、航空领域的轻量化发展具有重要意义 7.材料的开发与研究助力我国航空航天事业飞速发展。下列说法正确的是 (　　) A.“天问一号”探测器使用的新型SiC基增强铝基复合材料属于硅酸盐材料 B.“长征五号”火箭的芯一级尾段使用的钛合金具有强度高、耐高温的优点 C.中国空间站核心舱“天和”推进器使用的氮化硼材料属于传统无机非金属材料 D.“神舟二十号”载人飞船将高铌钛铝合金应用于火箭发动机叶片,该合金属于纯净物 8.从海水中提取镁的工艺流程可表示如图: 下列说法不正确的是 (　　) A.步骤②可以获得粗盐并同时提升c(Mg2+) B.步骤④发生反应的离子方程式为OH-+H+H2O C.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应 D.步骤⑦电解MgCl2需在熔融状态下进行 9.(2025·安徽马鞍山期末)工业上常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含少量Fe2O3)为原料冶炼金属铝,其工艺流程如图: 下列说法正确的是 (　　) A.“溶解时发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]- B.“酸化”时可以用HCl代替CO2 C.“过滤2”中所得滤液的主要成分为Na2CO3 D.“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石,用作催化剂 10.硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3)制取NaBH4的流程如图: 已知:偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,在碱性条件下稳定存在。 下列说法正确的是 (　　) A.滤渣1的成分为SiO2和Fe(OH)3 B.滤渣2是Na2O·3CaO·Al2O3·nSiO2,该物质属于氧化物 C.“制取”时必须在干燥无氧环境下进行 D.上述流程涉及的反应存在氧化还原反应 二、非选择题 11.(12分)金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位,请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题: (1)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、SiO2、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。下列说法错误的是　　　　(填字母)。  A.SiO2是填充剂,防止产气药剂在储存时发生反应 B.Fe2O3是主氧化剂,与产物Na发生置换反应消除隐患 C.NaN3是气体发生剂,受热分解主要产生N2 D.NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量 (2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+,向其中加入足量的Na2O2后,过滤,将滤渣投入足量的盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的离子是　　　　。  (3)NaCl熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下:2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g)。加入CaCl2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)“神舟号”载人航天器的返回舱内,为防止CO2浓度过大引起宇航员困乏,用过氧化钠降低CO2的浓度,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  12.(15分)(2025·山东菏泽期中)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。一种由菱锌矿制备硫酸锌的工艺流程如下。 回答下列问题: (1)菱锌矿“焙烧”生成氧化锌的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有　　　　　　　　　　　　(任写一条即可)。  (3)滤渣①的主要成分是Fe(OH)3和　　　 ,加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是　　　 (填标号)。  A.NH3·H2O　B.Ca(OH)2　C.NaOH (4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  (5)滤液②中加入锌粉的目的是　　　　;将滤渣③制成电极板进行电解,用作　　　　(填“阴极”或“阳极”),从而得到金属锌和铜。  (6)滤液④经过　　　　、过滤、洗涤、干燥等操作,可得到高纯度的ZnSO4·7H2O晶体。  13.(10分)海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。 (1)镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上 60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下: ①为了使MgSO4转化为 Mg(OH)2需用试剂①。试剂①可以从贝壳煅烧后的产物与水反应获得,贝壳的主要成分是(写化学式)　　　　　;试剂①可与氯气制取漂白粉,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②试从节约能源、提高金属镁的纯度分析,以下适宜的冶镁方法是　　　　　　。  A.Mg(OH)2MgOMg B.Mg(OH)2MgOMg C.Mg(OH)2MgCl2Mg D.Mg(OH)2MgCl2Mg (2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有　　　　　　(填化学式)溶液的烧杯中,充分搅拌后经　　　　和　　　　(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。  第9周·周末作业 1.选D　胆矾(CuSO4·5H2O)炼铜需分解和还原生成铜,有新物质生成,涉及化学反应,A不符合题意;铁矿石(如Fe2O3)炼铁需还原反应生成Fe,有新物质生成,涉及化学反应,B不符合题意;丹砂(HgS)转化为三仙丹(HgO),发生化学反应生成新物质,C不符合题意;活字印刷是物理转移油墨至纸张的过程,无新物质生成,不涉及化学反应,D符合题意。 2.选C　昆山片玉石磨的材质为玉,属于无机非金属材料,A错误;通雕祥云麒麟金木雕板的核心材质是木材(天然有机材料),金为装饰,非主要材质,B错误;铜博山炉的材质为铜,属于金属材料,C正确;圜底陶罐的材质为陶瓷,属于硅酸盐材料,D错误。 3.选A　金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态,根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法,一般来说,活泼金属用电解法,如钠、铝等,较活泼金属用热还原法,如铜、铁等,不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼,A正确;铜的湿法冶炼是将金属铁投入到硫酸铜溶液中,从而置换出铜,不能用钠,钠能与水反应,B错误;Fe通常采用热还原法冶炼,加入石灰石的目的是和铁矿石中的二氧化硅形成硅酸钙炉渣,C错误;制取钠应电解熔融氯化钠,而不是电解氯化钠溶液,D错误。 4.选A　Mg的金属活动性强,故无法通过热还原获得单质,工业上使用电解熔融氯化镁制备,方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,A符合题意;Fe单质工业冶炼过程中有CO热还原方案,反应原理合理,B不符合题意;Ag的金属活动性弱,可以通过热分解方法获得单质银,反应原理合理,C不符合题意;Al的金属活动性强,且AlCl3是共价化合物,单质铝的工业制备需电解熔融氧化铝,反应原理合理,D不符合题意。 5.选B　钢是铁和碳的合金,合金是两种或两种以上金属、或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,A不正确;煤气化的主要成分为CO、H2、CH4等,炼铁常用的焦炉气主要成分为CO、H2等气体,所以炼铁常用的焦炉气可通过煤的气化获得,B正确;铁比铜活泼,铜的冶炼、使用均早于铁,C不正确;铁是比较活泼的金属,容易与氧气等发生反应,但自然界的陨铁中存在游离态的铁,D不正确。 6.选B　氢气燃烧生成水,氢元素化合价升高作还原剂,即液氢燃料是还原性物质,A正确;合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔制备出的特殊金属材料,属于混合物,B错误;储氢合金并不是简单地吸附氢气,而是通过化学方法储存氢气,它是一类能与氢气结合成金属氢化物的材料,C正确;我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性,对于航天、航空领域的轻量化发展具有重要意义,不仅可以节约材料,还可以降低能源消耗和减少污染等,D正确。 7.选B　碳化硅(SiC)基增强铝基复合材料属于新型复合材料,而非传统的硅酸盐材料,A错误;钛合金具有高强度、耐高温和耐腐蚀的特性,广泛应用于航天领域,B正确;氮化硼(BN)属于新型无机非金属材料,而非传统无机非金属材料,C错误;所有合金都是不同金属或金属与非金属熔合合成具有金属特性的混合物,不可能是纯净物,D错误。 8.选B　由流程图可知,贝壳分解生成氧化钙,发生CaCO3 CaO+CO2↑,溶于水发生CaO+H2OCa(OH)2,海水结晶、过滤得到母液中加石灰乳沉淀镁离子生成Mg(OH)2,过滤分离出氢氧化镁沉淀,加入盐酸溶解发生2HCl+Mg(OH)2MgCl2+2H2O,通过浓缩蒸发、冷却结晶方法得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中脱水得到氯化镁固体,最后电解熔融氯化镁发生MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,以此来解答。海水结晶、过滤得粗盐,得到的母液中c(Mg2+)的浓度得到提高,故A正确;步骤④加入盐酸溶解,发生2HCl+Mg(OH)2MgCl2+2H2O,离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O,故B错误;上述工艺流程中贝壳分解涉及分解反应,得到石灰乳是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,涉及化合反应,③④为复分解反应,⑥⑦均为分解反应,故C正确;如果电解MgCl2溶液会得到Mg(OH)2,不能得到Mg,故电解MgCl2需在熔融状态下进行,故D正确。 9.选A　铝土矿(主要成分为Al2O3,含少量Fe2O3),加入NaOH溶液溶解后,滤渣为Fe2O3,滤液为Na[Al(OH)4]溶液,通入过量的CO2生成Al(OH)3,过滤,滤液主要为碳酸氢钠溶液,滤渣为Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3,加入冰晶石,在熔融状态下电解Al2O3,得到Al和氧气,冰晶石的作用是降低Al2O3的熔点。由分析可知,加入NaOH溶液后,与氧化铝反应生成Na[Al(OH)4],反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-,故A正确;“酸化”时不可以用HCl代替CO2,如果HCl过量会溶解Al(OH)3,故B错误;“过滤2”中所得滤液的主要成分为NaHCO3,故C错误;试剂X为冰晶石,作用是降低Al2O3的熔点,故D错误。 10.选C　以硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)为原料制取NaBH4,由流程可知,加NaOH溶解B2O3、Al2O3、SiO2,将FeCl3转化成氢氧化铁沉淀,则操作1为过滤,滤渣1为Fe(OH)3;再加CaO将硅铝沉淀,则操作2也为过滤,从而除去硅、铝,最后反应1为NaBO2与MgH2反应生成NaBH4,以此来解答;由分析知,滤渣1的成分为Fe(OH)3,A错误;滤渣2是Na2O·3CaO·Al2O3·nSiO2,该物质属于硅酸盐,B错误;NaBH4具有优良的还原性,易被氧气氧化,故“制取”时必须在干燥无氧环境下进行,C正确;硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)加NaOH溶解B2O3、Al2O3、SiO2,分别生成NaBO2、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,同时生成Fe(OH)3,该过程元素化合价没有变化,加入CaO生成Na2O·3CaO·Al2O3·nSiO2,该过程元素化合价没有变化,MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应生成NaBH4和MgO,该过程元素化合价没有变化,故上述流程涉及的反应不存在氧化还原反应,D错误。 11.解析:(1)产气药剂中各成分彼此较难反应,SiO2的主要作用是与反应过程中生成的碱性氧化物反应,将其转化为稳定的硅酸盐,消除安全隐患,故A错误;Fe2O3是主氧化剂,与NaN3分解生成的Na反应生成Fe和氧化钠,消除活泼金属钠产生的隐患,故B正确;NaN3是气体发生剂,撞击过程中受热分解生成N2和Na,故C正确;NaHCO3是冷却剂,通过发生分解反应,吸收产气过程中释放的热量,故D正确。(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入足量的Na2O2后,镁离子变为氢氧化镁沉淀,亚铁离子被氧化后生成氢氧化铁沉淀,铝离子变为四羟基合铝酸根,铜离子变为氢氧化铜沉淀,过滤,将滤渣(氢氧化镁、氢氧化铁、氢氧化铜)投入足量的盐酸中,溶液中离子是Mg2+、Fe3+、Cu2+,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+。(3)NaCl熔点为800.8 ℃,电解NaCl时的温度为580 ℃,所以加CaCl2是为了降低熔点,节约成本。(4)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。 答案:(1)A (2)Fe2+、Al3+ (3)作助熔剂,降低NaCl的熔点,减少能耗 (4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 12.解析:菱锌矿焙烧碳酸锌转化为氧化锌,加稀硫酸溶解得到硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜溶液,SiO2不溶于硫酸,为不引入新杂质,用氢氧化钙调节pH=5,生成氢氧化铁沉淀,滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3,滤液①中加入高锰酸钾把Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Fe(OH)3沉淀得到滤渣②,过滤出沉淀,滤液②加锌粉,置换Cu2+为Cu成为滤渣③而除去,滤液③加HF生成MgF2、CaF2沉淀得到滤渣④除去Ca2+、Mg2+,过滤,滤液④经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4·7H2O晶体。 (1)菱锌矿焙烧,碳酸锌分解为氧化锌和二氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑;(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有将菱锌矿粉碎、搅拌、适当升温、适当增大硫酸的浓度等;(3)菱锌矿焙烧碳酸锌转化为氧化锌,加稀硫酸溶解得到硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜溶液,SiO2不溶于硫酸,硫酸钙微溶而成为沉淀;溶液中含有Ca2+,为不引入新杂质,最好用氢氧化钙调节pH=5,生成氢氧化铁沉淀,滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3;(4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液把Fe2+氧化为Fe3+,滤渣②中有MnO2,说明高锰酸钾被还原为MnO2,反应中铁化合价由+2变为+3、锰化合价由+7变为+4,结合电子守恒,离子方程式为+3Fe2++7H2OMnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;(5)由分析,滤液②中加入锌粉的目的是将Cu2+置换为Cu而除去;将滤渣③制成电极板进行电解,用作阳极,阳极锌首先氧化为锌离子、铜成为阳极泥,然后锌离子再在阴极还原得到锌单质,从而得到金属锌和铜;(6)滤液④经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,可得到高纯度的ZnSO4·7H2O晶体。 答案:(1)ZnCO3ZnO+CO2↑ (2)将菱锌矿粉碎、搅拌、适当升温、适当增大硫酸的浓度 (3)CaSO4、SiO2　B (4)+3Fe2++7H2OMnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (5)将Cu2+置换为Cu而除去　阳极 (6)蒸发浓缩、冷却结晶 13.解析:海水中先加入试剂①得到溶液和氢氧化镁沉淀,则试剂①为碱液,可以为氢氧化钙,生成的氢氧化镁沉淀中加入试剂②得到氯化镁溶液,则试剂②为盐酸,氯化镁溶液经过系列操作生成无水氯化镁,最后电解熔融的氯化镁生成Mg单质。(1)①试剂①可以从贝壳煅烧后的产物与水反应获得,则试剂①为氢氧化钙,贝壳的主要成分为CaCO3。氢氧化钙可与氯气反应制取漂白粉,化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O。②电解熔融的MgO制取Mg需要将MgO加热到2 800 ℃,成本太高,A错误;用碳还原氧化镁制取单质镁,需要将温度升高到1 700~1 800 ℃,成本太高,B错误;氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁,氯化镁在714 ℃条件下电解生成Mg,产品纯度高且成本相对较低,是合适的冶炼镁方法,C正确;镁已经很活泼了,很难用活泼金属与MgCl2反应来制取单质镁,D错误。(2)除去氢氧化镁沉淀中的少量氢氧化钙,可将沉淀加入到盛有氯化镁溶液的烧杯中,将氢氧化钙转化为氢氧化镁,随后经过过滤、洗涤得到纯净的氢氧化镁沉淀。 答案:(1)①CaCO3　2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O　②C (2)MgCl2　过滤　洗涤 学科网（北京）股份有限公司 $