- 金属的冶炼（电解法）
- 共309题
金属镁的制取主要有两种途径，大约60%的镁是从海水中提取的，其余来自于含镁丰富的矿石，比如菱镁矿（主要成分为MgCO3）．从不同途径获得镁的流程如图所示：
回答下列问题：
（1）试剂a的化学式是______．
（2）加入试剂b发生反应的离子方程式是______．
（3）操作A是蒸发浓缩、冷却结晶、______．
（4）在电炉中参加反应的n（Cl2）：n（焦炭）=1：1，则该反应的化学方程式是______．
（5）上述制镁的流程中，为降低成本、减少污染可采取的措施是______．（写出一种即可）
正确答案
解：（1）海水中含有镁离子，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，所以试剂a是碱性物质，如Ca（OH）2，故答案为：Ca（OH）2；
（2）氢氧化镁和试剂b反应生成氯化镁，根据元素守恒及氢氧化镁的性质知，b是盐酸，发生的离子反应方程式为：Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O，
故答案为：Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O；（3）从溶液中获取晶体，采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法获得，故答案为：过滤；
（4）在电炉中参加反应的n（Cl2）：n（焦炭）=1：1，根据原子守恒得该反应的化学方程式为MgO+Cl2+C
（5）为降低成本、减少污染可采取循环利用、或废物利用的方法，如电解MgCl2产生的Cl2可循环利用（用于制盐酸或者在电炉中循环反应）；电炉中生成的CO可燃烧，用于提供煅烧菱镁矿所需的热量，
故答案为：电解MgCl2产生的Cl2可循环利用（用于制盐酸或者在电炉中循环反应）；电炉中生成的CO可燃烧，用于提供煅烧菱镁矿所需的热量．
解析
解：（1）海水中含有镁离子，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，所以试剂a是碱性物质，如Ca（OH）2，故答案为：Ca（OH）2；
（2）氢氧化镁和试剂b反应生成氯化镁，根据元素守恒及氢氧化镁的性质知，b是盐酸，发生的离子反应方程式为：Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O，
故答案为：Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O；（3）从溶液中获取晶体，采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法获得，故答案为：过滤；
（4）在电炉中参加反应的n（Cl2）：n（焦炭）=1：1，根据原子守恒得该反应的化学方程式为MgO+Cl2+C
（5）为降低成本、减少污染可采取循环利用、或废物利用的方法，如电解MgCl2产生的Cl2可循环利用（用于制盐酸或者在电炉中循环反应）；电炉中生成的CO可燃烧，用于提供煅烧菱镁矿所需的热量，
故答案为：电解MgCl2产生的Cl2可循环利用（用于制盐酸或者在电炉中循环反应）；电炉中生成的CO可燃烧，用于提供煅烧菱镁矿所需的热量．
辉铜矿是冶炼铜的重要原料．
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu2S+O2═2Cu+SO2
①当产生标况下11.2L气体时，转移电子数目为______；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的______极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为______；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：
①步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有______（任写一种）．
②步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3.5的作用是______；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i）中生成的硫酸铁起催化作用．请写出反应iii）的化学方程式．
i）Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
ii） Cu2S+Fe2（SO4）3=CuSO4+CuS+2FeSO4
iii）______
④步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为______．
正确答案
解：（1）①根据反应Cu2S+O2=2Cu+SO2可知，反应中氧元素化合价和铜元素化合价降低，只有硫元素的化合价从-2价升高到+4价，失去6个电子，所以当产生标况下11.2L气体即0.5mol二氧化硫时，转移电子物质的量是0.5mol×6=3mol，其数目为3NA，
故答案为：3NA；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的正极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，增加的质量即为析出的铜，电解质溶液增重bg，设参加反应的锌和铜的质量分别是mg、ng，则m+n-a=b，根据电子守恒可知
故答案为：正；
（2）①用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石、适当升高温度、搅拌；
故答案为：粉碎矿石、适当升高温度、搅拌；
②三价铁离子易水解生成氢氧化铁沉淀，步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3.5，此时Fe3+完全水解生成Fe（OH）3沉淀，从而除去铁离子；
故答案为：使Fe3+完全水解生成Fe（OH）3沉淀；
③硫酸铁起催化作用，则第二步中生成的硫酸亚铁需要在第三步中重新被氧化生成硫酸铁，因此反应的化学方程式为MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O，
故答案为：MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O；
④碳酸氢铵与氢离子反应，其反应的离子方程式为HCO3-+H+=H2O+CO2↑，
故答案为：HCO3-+H+=H2O+CO2↑．
解析
解：（1）①根据反应Cu2S+O2=2Cu+SO2可知，反应中氧元素化合价和铜元素化合价降低，只有硫元素的化合价从-2价升高到+4价，失去6个电子，所以当产生标况下11.2L气体即0.5mol二氧化硫时，转移电子物质的量是0.5mol×6=3mol，其数目为3NA，
故答案为：3NA；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的正极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，增加的质量即为析出的铜，电解质溶液增重bg，设参加反应的锌和铜的质量分别是mg、ng，则m+n-a=b，根据电子守恒可知
故答案为：正；
（2）①用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石、适当升高温度、搅拌；
故答案为：粉碎矿石、适当升高温度、搅拌；
②三价铁离子易水解生成氢氧化铁沉淀，步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3.5，此时Fe3+完全水解生成Fe（OH）3沉淀，从而除去铁离子；
故答案为：使Fe3+完全水解生成Fe（OH）3沉淀；
③硫酸铁起催化作用，则第二步中生成的硫酸亚铁需要在第三步中重新被氧化生成硫酸铁，因此反应的化学方程式为MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O，
故答案为：MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O；
④碳酸氢铵与氢离子反应，其反应的离子方程式为HCO3-+H+=H2O+CO2↑，
故答案为：HCO3-+H+=H2O+CO2↑．
工业上，金属钠的制备方法是（ ）
正确答案
解析
解：A、电解氯化钠溶液得到的产物是氢氧化钠、氯气和氢气，故A错误；
B、活泼性不同的金属用不同的冶炼方法：
C、钠元素在自然界中以化合态存在，没有游离态的钠元素，故C错误；
D、氯化钠受热稳定，不分解，故D错误．
故选B．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氯化铝属于共价化合物，熔融状态下以分子存在，所以熔融氯化铝不导电，工业上用电解熔融冶炼的方法冶炼Al，故A错误；
B．铅蓄电池放电时，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电解反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，故B正确；
C．用Fe作阳极电解饱和食盐水时，阳极上Fe失电子发生氧化反应，电解反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C错误；
D．电解精炼粗铜时，阳极上Cu和比Cu活泼的金属失电子发生氧化反应，不如Cu活泼的金属以沉淀形式进入电解质溶液，所以阳极泥中含有Ag、Au等金属，不含Zn、Fe等较活泼金属，故D错误；
故选B．
下列金属的冶炼原理中不正确的是（ ）
A2NaCl（熔融）
BCuO+C
CAl2O3+3CO
D2HgO
正确答案
解析
解：A、活泼金属采用电解法冶炼，故A正确．
B、铜可用氧化还原法冶炼，所以B正确．
C、活泼金属采用电解法冶炼，所以铝应采用电解法冶炼，故C错误．
D、不活泼金属采用直接加热法冶炼，故D正确．
故选C．
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