2017-2018學(xué)年高中化學(xué)主題3礦山資源硫酸與無機(jī)材料制造復(fù)習(xí)學(xué)案魯科版選修2

1、主題 3 礦山資源 硫酸與無機(jī)材料制造有色金屬、貴金屬“廢熱”的利用二、陶瓷的燒制主要原料：黏土主要工藝流程：制泥一T成型干燥 一燒成主要工藝條件：溫度和氣氛的主要原料：高嶺土，比陶器使用的原料更純凈 燒制溫度：使用比燒制陶器更高的溫度新型陶瓷材料結(jié)構(gòu)陶瓷功能陶瓷仍有脆性T納米陶瓷三、金屬的冶煉和金屬材料的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)寒辱喇分i、“設(shè)計(jì)”一座硫酸廠f SQ的制取一T沸騰爐4FeS2 +11Q咼溫.點(diǎn)燃2Fe2Q+8SQ或焚硫爐S+Q=5Q催化劑接觸法制SQ的氧化 轉(zhuǎn)化器T2SQ+C2硫酸2SQSQ的吸收一T吸收塔SQ+H2Q=H2SQ廠址的|綜合考慮原料、交通運(yùn)輸、水源、能源、土地資 選擇源、自

2、然地質(zhì)條件、市場需求和環(huán)境保護(hù)等因素硫酸廠“三廢”的處理1氨-酸法吸收尾氣2采用“兩轉(zhuǎn)兩吸”工藝減少SQ含量,提高SQ的利用率燒渣的綜合利用一T回收燒渣中的鐵、用黃土制作陶器瓷器燒制-2 -電解法一一電解冶煉鋁金屬的冶煉熱還原法一一高爐煉鐵熱分解法化學(xué)腐蝕直接與化學(xué)物質(zhì)接觸導(dǎo)致被氧化金屬的析氫腐蝕溶液酸性較強(qiáng)時彳電化學(xué)腐蝕腐蝕吸氧腐蝕溶液酸性較弱或形成原電池.顯中性及堿性時表面保護(hù)：涂層保護(hù)、鍍層保護(hù)等r電化學(xué)保護(hù)：犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加 金屬材料 直流電源的陰極保護(hù)法的保護(hù)改變金屬成分：普通鋼鐵加入鉻、鎳等轉(zhuǎn)變J 為不銹鋼通.電解的應(yīng)用、金屬的腐蝕快慢1.電解精煉如粗銅（含Zn、Fe、A

3、g等）的提純電解質(zhì)溶液：含Cu2+的鹽溶液（如CuSQ溶液）陽極（粗銅）：Zn2e_=Z+Fe2e=F+Cu 2e=CIJ+陰極（純銅）：Cu2+2e=Cu溶液中c（Cu2+）會不斷減小，應(yīng)定期更換電解質(zhì)溶液。2.電鍍（如鐵件鍍鋅）電鍍液：含Zn2+的鹽溶液（如ZnCI2 溶液）陽極（Zn）:Zn2e=ZrT陰極（鐵件）：Zn2+2e=Zn電鍍過程中電鍍液濃度不發(fā)生變化。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液中必須含有 鍍層金屬離子。3金屬腐蝕的快慢判斷（1）同種金屬作電解池陽極的腐蝕速率金屬作原電池負(fù)極的腐蝕速率金屬不加保護(hù) 時的腐蝕速率用原電池原理保護(hù)時的腐蝕速率用電解原理保護(hù)時的腐蝕速率。（

4、2）同種金屬強(qiáng)電解質(zhì)溶液中腐蝕的速率弱電解質(zhì)溶液中腐蝕的速率非電解質(zhì)溶液 中腐蝕的速率。例如下圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是IfE歸納琨外電解過程中，活潑性比Cu弱的Ag不放電，形成陽極泥（可從陽極泥中提純電解質(zhì)-3 -【解析】金屬的腐蝕，從本質(zhì)上講也是組成化學(xué)電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)果。在原電池中，活潑金屬為負(fù)極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護(hù)起來，其被腐蝕的速率大大 減小，所以裝置3中的鐵被腐蝕的速率比1中的慢；反之，當(dāng)鐵與比它不活潑的金屬，女口SnCu等連接起來，則被腐蝕的速率增大，所以容器2中的鐵比容器1中的鐵被腐蝕的速率慢。容器4是一個電解池，在這里Fe

5、是陽極，不斷地以Fe2+的形式進(jìn)入溶液中，從而加速了鐵的 腐蝕。在上述四種容器中，容器4中鐵的腐蝕速率是最快的。綜上分析，鐵被腐蝕的快慢順序?yàn)?213?！敬鸢浮緼金屬活動性順序表及其常見性質(zhì)1.金屬活動性順序表中氫以前的金屬與水反應(yīng)，生成氫氧化物或金屬氧化物和氫氣。r* it*at音劃水KF；*皆學(xué)唯車 0 空即即秒如：2K+2H2O=2KOH H2TCa+2fO=Ca(OH)+H2fM葉2H2O沸水=Mg(O%+H2f3Fe+4HbO（g）=Fe3C4 +4H22.第IA、HA族金屬（除Be外）與鹽溶液作用，生成堿、鹽和氫氣。女口：2Na+CuSO+2H2O=N2SQ+CU（OH）2J+H2

6、fMg+ 2NHCI=MgCb+H2f +2NHf3.在金屬活動性順序中（除IA、HA族金屬外），位于前面的金屬能把位于它后面的金屬 從其可溶性鹽溶液中置換出來。女口：Fe+CuSO=FeSOCuCu+Hg（NQ）2=Cu（NO2+Hg4某些金屬單質(zhì)能把鹽溶液中顯高價態(tài)的另一金屬離子還原成低價態(tài)的金屬離子。女口：Cu+2FeCI3=2FeCb+CuCl2A.4213C. 4231B.D.21343241-4 -5.金屬（活動性順序中氫以前金屬）與非氧化性酸（如鹽酸、稀H2SQ、HsPQ等）作用，發(fā)生 置換反應(yīng)，生成鹽和氫氣。如：Fe+H2SQ=FeS硏Hkf6金屬與氧化性酸（如HNO、濃HSO

7、）反應(yīng)不放出氫氣，其中大多數(shù)金屬在加熱的條件下 均能跟濃H2SO4起反應(yīng)。女口：Cu+2H2SQ（濃）=CuS斜SOf+2f0除個別金屬（Au、Pt）外的幾乎所有金屬在常溫下都能跟硝酸反應(yīng)。（注：常溫下，濃HN0、濃H2SQ使Fe、Al鈍化）。女口：Cu+4HNQ濃）=Cu（NQ”+2NQf+2H2O3Cu+8HNQ?。?3Cu（NO3）2+2NOT+4fO7金屬與非金屬單質(zhì)反應(yīng)時，具有可變價態(tài)的金屬，遇氧化性強(qiáng)的非金屬單質(zhì)（如F2、Cl2 等）被氧化成高價態(tài)，遇氧化性弱的非金屬單質(zhì)（如S、丨 2）被氧化成低價態(tài)。點(diǎn)燃女口：2Fe+3CI2=FeCI32Cu+S=CuzSFe+12=FeI28

8、.金屬Al、Zn能跟強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)并放出氫氣。如：2Al+2NaO+6HO=2NaAI（OH）4+3H4標(biāo)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_ 失茴_II2Al-2NaOH+6H2O-2NaA1（）H）4J UH, f_A得6e_9活潑金屬能跟某些氧化物發(fā)生置換反應(yīng)。r八小、如：2Mg+ CO=2MgO+C高溫2Al+Fe2Q=AI2Q+2Fe10.活潑金屬（如K、Na、Mg Al等）能跟某些分子里含有活潑氫原子的有機(jī)物（如醇、酚、羧酸等）發(fā)生取代反應(yīng)或置換反應(yīng)，放出氫氣。女口：2QHsO出2Na2C2H5ONC+H4A.高溫下鋁粉和二氧化錳粉末的混合物能發(fā)生鋁熱反應(yīng)F列敘述錯誤的是（-5 -B.高溫下

9、鋁粉和氧化鎂粉末的混合物能發(fā)生鋁熱反應(yīng)C.鎂能在二氧化碳?xì)怏w中燃燒置換出碳D.惰性電極電解氯化鎂溶液能生成Mg（OH4 H2和Cl2【解析】鋁熱反應(yīng)表現(xiàn)了鋁的強(qiáng)還原性，置換出來的金屬的還原性弱于鋁。鋁比錳還原性強(qiáng)，A正確；鎂的還原性強(qiáng)于鋁，B錯誤；鎂的還原性比碳強(qiáng)，故鎂能在二氧化碳?xì)怏w中燃燒置換出碳，C正確；惰性電極電解氯化鎂溶液時，陽極：2C2e=Cbf，陰極：2H+-6 -+2e=Hf,放電，OH濃度增大，從而生成Mg（OHh D正確?！敬鸢浮緽1.下列金屬的冶煉方法與鈉相同的是（）A.銀B.鋁C.鐵D.銅【解析】冶煉鈉用電解法；冶煉銀用熱分解法；冶煉鋁用電解法；冶煉鐵、銅用熱還原法?！敬?/p>

10、案】B2下列有關(guān)金屬的說法中，正確的是（）1在人類對金屬材料的使用過程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用純鐵比生鐵抗腐蝕性更強(qiáng) 單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬正常人體缺鈣會引起骨質(zhì)疏松癥，缺鐵會引起貧血等疾病青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金 可通過焰色反應(yīng)區(qū)分鉀元素和鈉元素A.B.C.D.【解析】性質(zhì)活潑的金屬很難以游離態(tài)存在，一般被人們發(fā)現(xiàn)使用的較晚；生鐵中含有雜質(zhì)，會形成原電池，比純鐵較易被腐蝕；單質(zhì)鋁不易被腐蝕，是因?yàn)槠渑c氧氣反應(yīng)在其 表面形成致密的氧化膜，保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕?！敬鸢浮緼3.用氫氣、碳、一氧化碳分別與等質(zhì)量的氧化鐵在高溫下反應(yīng)，使氧化鐵中的鐵全部還原出來

11、, 消耗氫氣、碳壯一氧化碳的質(zhì)量比為()【導(dǎo)學(xué)號：28920042】A.1：1：1B.1:：3：14C. 1:6:14D. 2:：1：2【解析】等質(zhì)量的氧化鐵在反應(yīng)時得到電子的物質(zhì)的量是相等的，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒原則，可知?dú)錃?、碳、一氧化碳在反?yīng)中要失去等物質(zhì)的量的電子。設(shè)三者都失去4 mol電子時，氫氣需要2 mol，質(zhì)量是4 g;碳需要1 mol，質(zhì)量是12 g; 一氧 化碳需要2 mol，質(zhì)量是56 g?！敬鸢浮緽幔蹙I對點(diǎn)演練-7 -4.下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（）A.銅鋅原電池中銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電解飽和食鹽水制燒堿時，用銅作陽極C.電解法精煉銅時，粗銅連接

12、電源的正極D.電鍍銅和精煉銅時，均用純銅做陰極【解析】銅鋅原電池中銅是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；電解飽和食鹽水制燒堿時，用石墨作陽極，B錯誤；電解精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，C正確；電鍍銅時，純銅作陽極，鍍件作陰極，D錯誤。【答案】C5. X、Y、Z、M N代表五種金屬，有以下化學(xué)反應(yīng)：1水溶液中：X+Y2+=X+Y;2Z+2fO（冷）=Z（0H）2+Hd；3M N為電極與N鹽溶液組成原電池，發(fā)生的電極反應(yīng)為：M-2e=iT；4Y可以溶于硫酸中，M不被稀硫酸氧化。則這五種金屬的活潑性由弱到強(qiáng)的順序是（）A.MNYXMYXZC. NMYXZD. XZNMY,且X、Y都不與水反應(yīng)；由知Z為

13、很活潑的金屬；由及原電池原理知活潑性MN由知活潑性YM五種金屬的活潑性ZXYMN【答案】C一一 _ 一一 通電6.早在1807年化學(xué)家戴維用電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH熔融）=4Na+02f+1100C2fO;后來呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉，反應(yīng)原理為3Fe+4NaOH=F0+2H4+4Naf。下列有關(guān)說法正確的是（）A.電解熔融氫氧化鈉制鈉， 陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為2OH-2e-=Hf+QfB.若用戴維法與呂薩克法制得等量的鈉，則兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)也相同C.呂薩克法制鈉的原理是利用鐵的還原性比鈉強(qiáng)D.目前工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉法制鈉（如圖），電解槽中石墨為陽極，鐵為陰極-

14、8 -石墨【解析】電解熔融氫氧化鈉制鈉，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH4e-=Of+2H2O, A項(xiàng)錯誤；戴維法制備鈉，只有鈉是還原產(chǎn)物，而呂薩克法制備鈉時，還原產(chǎn)物除鈉外，還有氫氣，故制備等量鈉時，兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)不同，B項(xiàng)錯誤；鐵的還原性比鈉弱，呂薩-9 -克法制鈉利用的是化學(xué)平衡原理，產(chǎn)物中氣態(tài)鈉及時抽走，使平衡右移,【答案】D7已知有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:MgQAI2QMgCbAICI3熔點(diǎn)/C2 8502 0727145190(2.5x10 Pa)沸點(diǎn)/C3 6002 9801 412182.7請參考表中數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)工業(yè)上用電解法生產(chǎn)鎂，通常是電解MgCb而不是電

15、解MgQ主要理由是工業(yè)上用電解法生產(chǎn)鋁，通常是電解Al2Q3 而不是電解AICI3,主要理由是【解析】MgCb和MgQ都是離子化合物，要將它們電解制得金屬鎂首先要將其熔化，而MgQ的熔點(diǎn)太高，將其熔化時需要很大的能源消耗，因而使用熔點(diǎn)較低的MgCb。雖然AhQ的熔點(diǎn)很高，但AICI3 易升華(熔點(diǎn)低于沸點(diǎn))，顯然屬于共價化合物，熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，無 法被電解?！敬鸢浮?1)MgQ的熔點(diǎn)高，會增加熔融時的能源消耗，因而使用熔點(diǎn)較低的MgCb生產(chǎn)金屬鎂(2)AICI3 屬于共價化合物，熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，不能被電解8由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去,產(chǎn)生

16、的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下:(NaCI熔點(diǎn)為801C；AICI3 在181C升華)(1)精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為 _和_。(2)將CI2 連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除CI2 外還含有_固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在(3)在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為C項(xiàng)錯誤。14粗70E；,迪人%I叫收能周怵CI,KC1-10 -(4)_鍍鋁電解池中，金屬鋁為極，熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以_AICI4 和Al2CI7 形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為 _ 鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是【解析】本題考查工藝流程，考查元素化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作。(1)由題意知，F(xiàn)ezQ、SQ2 和金屬AI在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)。(2)粗鋁中還存在 也 與CI2 結(jié)合形成HCI，高溫下CI2 也能與Na和AI反應(yīng)生成NaCI和AICI3,AICI3 在700C時為氣態(tài)。(3)冷凝后所得的氣體A為CI2 和