1、专题4化学科学与人类文明第一单元化学是认识和创造物质的科学1.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是() A.越活泼的金属越难冶炼B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的解析:金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B正确;因为AlCl3为共价化合物,其熔融态不导电,因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝,而通常用Al2O3。答案:D2.下
2、列各组物质均能使Fe2O3还原成单质铁的是()A.CO、O2、HeB.CO、CO2、CC.CO2、H2O、O2D.Al、C、H2解析:铁应选择高温还原法冶炼,可选用的还原剂有Al、C、CO、H2等。答案:D3.从海水中提取溴的主要反应为2Br-+Cl2Br2+2Cl-,下列说法中正确的是()A.溴离子具有氧化性B.氯气是还原剂C.该反应属于复分解反应D.氯气的氧化性比溴单质强解析:溴离子中的溴元素为-1价,处于最低价态,没有氧化性;在反应中Cl2中的氯由0价降低到-1价,作氧化剂;从基本反应类型来看,该反应属于置换反应;氯气为氧化剂,Br2为氧化产物,因此,氯气的氧化性比溴单质强。答案:D4.
3、能用热分解法制得的金属是()A.FeB.AgC.MgD.Na解析:热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼,它们的化合物大多数不稳定,受热时能够分解出相应的金属单质,而活泼金属的化合物一般相当稳定,受热难分解。因此,比较活泼的钠、镁和铁不能够通过热分解法制得。答案:B5.从金属被利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是()地壳中金属元素的含量金属活动性顺序金属的导电性金属冶炼的难易程度金属的延展性A.B.C.D.解析:金属的活泼性决定了金属冶炼的难易程度。答案:D6.新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N
4、4)等称为非氧化物陶瓷,合成这些物质需在高温下进行,在合成工艺中必须注意()A.通入充足的氧气B.避免与氧气接触C.可在氮气、氧气中合成D.通入少量氧气解析:由题给信息“需在高温下合成”,结合所学无机化学知识,碳、硅等在高温下可与氧气化合,因而应避免接触氧气。解这一类题目一定要认真审题,并结合已学知识综合分析。答案:B7.诺贝尔化学奖得主德国科学家格哈德埃特尔对有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究,催生了汽车尾气净化装置。净化装置中的催化转化器,可将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化为无害的物质,有效降低汽车尾气对环境的危害。下列有关说法不正确的是()A.催化转化器中的铂催化剂可加快CO
5、氧化B.铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果C.在铂催化下,NO、NO2可被CO还原成N2D.碳氢化合物在铂催化下,被CO直接氧化成CO2和H2O解析:CO是常见的还原剂,不能将碳氢化合物直接氧化,碳氢化合物可直接被空气中的氧气氧化成CO2和H2O。答案:D8.能源可划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。H2是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O2H2+O2。关于用水制取二级能源H2,下列研究方向中不正确的是()A.构成水的氢和氧是可以燃烧的物质,故可研究在水不分解的情况下,使氢成为二
6、级能源B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气C.寻找高效催化剂,使水分解产生H2D.寻找特殊的化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取H2解析:水中的氢元素已经处于氢元素的最高价态,不再具有还原性,即不能再作为能源燃烧了,因此在水不分解的情况下,氢无法作为能源,故A错;利用太阳光产生的能量,来使水分解而产生氢气,是很合乎情理的,也是一个最值得研究的问题,故B对;“寻找高效催化剂,使水分解产生H2”,是一个非常值得研究的方向,故C对;D项,既经济又合乎化学反应原理,是对的。答案:A9.下列关于化学发展史上重大事件的描述不正确的是()A.19世纪初,阿伏加德罗提出了原子学说B.1774年
7、,法国科学家拉瓦锡通过实验证明空气是由O2和N2组成的C.17世纪末,英国化学家波义耳提出了酸、碱的定义D.1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律解析:原子学说于19世纪由道尔顿首先提出。答案:A10.正电子、反质子等都属于反粒子,它们跟普通电子、质子的质量、电量相等,但电性相反。科学家设想,在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质。欧洲和美国的科研机构先后宣布:他们分别制造出9个和7个反氢原子,这是人类探索反物质的一大进步。试推测,反氢原子的结构是()A.由1个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构成C.由1个不带电的中子与1
8、个带负电荷的电子构成D.由1个带负电荷的质子与1个带负电荷的电子构成答案:B11.用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。如:(1)计算机芯片的主要成分是。(2)光导纤维的主要成分是。(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是。(4)用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为的化合物。答案:(1)硅(2)二氧化硅(3)硅(4)铝硅酸盐12.大气污染是环境污染的一个重要方面,常见的大气污染分一次污染和二次污染。二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应,生成新的污
9、染物,如:2NO+O22NO2,其中NO2就是二次污染物,由NO2导致的污染就是NO的二次污染。(1)下列物质:SO2、NO、NO2、HCl、CO2,不易导致二次污染的是。A.B.C.D.只有(2)下列气体不会造成大气污染的是。A.二氧化硫B.氮气C.一氧化碳D.一氧化氮(3)作为新型燃料,氢气具有的突出优点是。A.在自然界里存在氢气B.氢气轻,便于携带C.燃烧产物是水,无污染D.氢气燃烧发热量高解析:“二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应,生成新的污染物”是该题目的关键。答案:(1)C(2)B(3)CD13.钛(Ti)因为具有神奇的
10、性能越来越引起人们的关注,常温下钛不能与非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料,地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为,该反应中的还原剂是。第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热的条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式:。(2)简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤:。解析:此题涉及的内容虽然我们没有接触过,但通过题给信息能顺利的解答。正确利用题给信息是解答本题的关键。答案:TiO2+2C+2
11、Cl2TiCl4+2COC(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(2)将还原后的产物溶于过量的盐酸中,过滤,洗涤,即可得到纯净的钛14.关于铝的冶炼,有以下一些问题,请你通过努力,争取完成。(1)工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3,然后电解Al2O3/Na3AlF6得到铝。也可用电解NaClKClAlCl3共熔体方法制铝,且比电解Al2O3/Na3AlF6制铝节省电能约30%,但现在仍用前一种方法制铝,其主要原因是。A.AlCl3是共价化合物,其熔融体不导电B.电解AlCl3生成的Cl2会污染大气C.自然界不存在富含AlCl3的矿石D.生产无水AlCl3较困难,成本又较高(2)
12、把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为。A.123B.321C.631D.632(3)含有活泼金属元素的化合物一定是离子化合物吗?设计简单实验证明你的结论。解析:本题是对电解冶炼铝知识的挖掘,考查运用知识分析问题和解决问题的能力,综合性较强,有一定的挑战性。(1)题中已说明:可以用电解NaClKClAlCl3共熔体的方法制铝,所以A选项理由不成立;Cl2虽然会污染大气,但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2,况且Cl2还是重要的化工原料,所以排除B;AlCl3能溶于水,自然界中不存在AlCl3矿石,所以C正确;电解炼铝的电解槽中不能有水,而生产无水AlCl3较困难,成本高,所以D正确。(2)按照串联电路的特点可知,各个电极流过电子的物质的量都是相等的,再根据金属离子的价态计算出产生三种金属的物质的量之比为632,所以选D项。(3)将AlCl3加热使之熔化,测其导电性,如果不导电,说明AlCl3不是离子化合物而是共价化合物。答案:(1)CD(2)D(3)不一定。将AlCl3固体加热使之熔化,测其导电性,如果不导电,即证明AlCl3不是离子化合物,而是共价化合物