- 金属的冶炼(电解法)
- 共309题
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子.工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁.
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有______.
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型.某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示,请改正图中错误:______.
(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火.燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:______.
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
解释表中氟化物熔点差异的原因:______.
(5)人工模拟是当前研究的热点.有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合或Cu(I)(I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有______键的特性.
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异______.
正确答案
解:(1)离子浓度越大其熔融盐的导电性越强,所以以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时,常加入NaCl、KCl、或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性,
故答案为:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性;
(2)根据氯化钠的晶胞结构知,氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上,根据图象知,⑧应该为黑色,
故答案为:⑧应为黑色;
(3)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量,所以焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,
故答案为:电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;
(4)离子晶体的熔点较高,分子晶体的熔点较低,NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高,又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF,
故答案为:离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比;
(5)①σ键能旋转,π键不能旋转,a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有σ键的特性,故答案为:σ键;
②根据图片知,a中微粒间的相互作用还有氢键,b中微粒间的相互作用还有配位共价键,
故答案为:氢键;配位键.
解析
解:(1)离子浓度越大其熔融盐的导电性越强,所以以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时,常加入NaCl、KCl、或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性,
故答案为:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性;
(2)根据氯化钠的晶胞结构知,氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上,根据图象知,⑧应该为黑色,
故答案为:⑧应为黑色;
(3)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量,所以焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,
故答案为:电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;
(4)离子晶体的熔点较高,分子晶体的熔点较低,NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高,又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF,
故答案为:离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比;
(5)①σ键能旋转,π键不能旋转,a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有σ键的特性,故答案为:σ键;
②根据图片知,a中微粒间的相互作用还有氢键,b中微粒间的相互作用还有配位共价键,
故答案为:氢键;配位键.
下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.高温加热碳和氧化镁的混合物时,生成的二氧化碳或一氧化碳能不断脱离反应体系,促使反应不断进行,因此碳可以置换出镁,故A正确;
B.工业上用一氧化碳还原氧化铁,所以不是置换反应,故B错误;
C.溴离子失电子发生氧化反应而生成溴单质,所以发生了氧化还原反应,故C错误;
D.从海水中获得淡水是利用蒸馏的方法,用电解的方法使水发生分解生成氢气和氧气,得不到淡水,故D错误;
故选A.
工业上用来制取金属镁的方法是( )
正确答案
解析
解:镁化学性质比较活泼,工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故选C.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、工业上用一氧化碳还原氧化铁冶炼Fe,属于热还原方法,故A正确;
B、海水淡化的主要方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,故B正确;
C、煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热,生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,可以得到甲烷、煤焦油中含有苯和氨等重要化工原料,故C正确;
D、单质硅可用于制作太阳能电池的原料,属于半导体材料,二氧化硅不可以做半导体材料,可以做光导纤维材料,故D错误.
故选D.
下列化工生产原理正确的是( )
正确答案
解析
解:活泼金属采用电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼,如Na、Mg用电解其熔融盐的方法冶炼,铝采用电解氧化铝的方法冶炼,不活泼金属可以采用热分解方法冶炼.
A.钠是活泼金属,工业上采用电解法冶炼,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,故A正确;
B.将钠加入到氯化镁溶液中,钠先和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再和氯化镁发生复分解所以生成氢氧化镁、氯化钠,所以得不到镁,钠、镁都是活泼金属,工业上采用电解其熔融盐的方法冶炼,故B错误;
C.电解氯化铝溶液,2AlCl3+6H2O 2Al(OH)3↓+3Cl2↑+3H2↑,无法制取金属铝,铝是活泼金属,通常采用电解氧化铝的方法冶炼铝,故C错误;
D.工业炼铁在高炉中进行,主要原料有:铁矿石、焦炭和石灰石,焦炭在过量空气中C+O2CO2生成二氧化碳,同时放出大量热,二氧化碳又在焦炭的作用下生成一氧化碳C+CO2
2CO该反应吸热,一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2,该反应为放热,从而制得铁,故D错误;
故选A.
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