- 金属的冶炼（电解法）
- 共309题
利用金属活性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属．下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是（ ）
A2Al2O3（熔融）冰晶石电解4Al+3O2↑
BFe2O3+3CO
CFe+CuSO4═FeSO4+Cu
D2KCl（水溶液）
正确答案
解析
解：A、铝很活泼，加入冰晶石降低氧化铝的熔点，工业上电解熔融氧化铝冶炼铝，故A正确；
B、铁位于金属活动顺序表中间位置的金属，通常用热还原法冶炼，故B正确；
C、铁比铜活泼，能从铜的盐溶液中置换出铜，故C正确；
D、氢离子的氧化性比钾离子强，在溶液中电解，氢离子放电，钾离子不放电，电解KCl水溶液得不到金属钾，故D错误．
故选D．
下列有关金属的工业制法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl
B．工业制铁是CO还原铁矿石：3CO+Fe2O3
C．氧化镁熔点高，工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl2
D．钠能与水反应，工业制钛：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛，TiCl4+2Mg
故选B．
工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96%）等为原料生产．
（1）由金红石为原料采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：
①沸腾氯化炉中反应的化学方程式为：______
②已知：Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2kJ/mol；
2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol
Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol
请写出用液态钠与四氯化钛置换出钛的热化学方程式______
③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的是______．
（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺．试回答下列有关问题．
①TiO2直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示，在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO2获得钛，则在阴极所发生的反应为：______．
②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，只允许氧离子通过，在电解过程中阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO2污染物产生，通入的气体若是H2，则阳极电解反应式为______．
正确答案
解：（1）①沸腾炉中的反应物有TiO2、2Cl2、2C反应会生成TiCl4和2CO，即发生化学反应：TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO，故答案为：TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO；
②（I） Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2 kJ/mol；
（II） 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
（III） Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol，
将方程式2（II）-（I）-（III）得TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），
△H=2×（-882.0kJ/mol）-（-804.2kJ/mol）-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为：4Na（l）+TiCl4（l）=4NaCl（s）+Ti（s）△H=-970.2kJ/mol；
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物，盐酸能和钠反应，且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物，从而得到较纯的钛，
故答案为：除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物；
（2）①电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti，故答案为：2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti；
②电解过程中阳极通入还原性气体氢气，发生失电子的还原反应，即：H2+O2--2e-=H2O，故答案为：H2+O2--2e-=H2O．
解析
解：（1）①沸腾炉中的反应物有TiO2、2Cl2、2C反应会生成TiCl4和2CO，即发生化学反应：TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO，故答案为：TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO；
②（I） Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2 kJ/mol；
（II） 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
（III） Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol，
将方程式2（II）-（I）-（III）得TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），
△H=2×（-882.0kJ/mol）-（-804.2kJ/mol）-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为：4Na（l）+TiCl4（l）=4NaCl（s）+Ti（s）△H=-970.2kJ/mol；
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物，盐酸能和钠反应，且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物，从而得到较纯的钛，
故答案为：除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物；
（2）①电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti，故答案为：2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti；
②电解过程中阳极通入还原性气体氢气，发生失电子的还原反应，即：H2+O2--2e-=H2O，故答案为：H2+O2--2e-=H2O．
下列常见金属的冶炼原理中不合理的是（ ）
正确答案
解析
解：A、Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故A正确；
B、Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，故B正确；
C、Mg为活泼金属，通常用电解熔融的氯化镁的方法冶炼，而MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本，故C错误；
D、Na为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物氯化钠的方法冶炼，故D正确．
故选：C．
（2014秋•遂川县校级月考）下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）
AMgO+H2
BFe3O4+4CO
C2NaCl（熔融）
D2 HgO
正确答案
解析
解：A．金属镁是活泼金属，能和热水反应，不能用采用热还原法冶炼，通常采用电解法来冶炼MgCl2
B．Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，Fe3O4+4CO
C．金属钠是活泼金属，采用电解法来冶炼，2NaCl（熔融）
D．Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，2HgO
故选A．
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