- 开发利用金属矿物和海水资源
- 共2554题
（1）①写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式：______（电解过程中，始终无氢气产生）．
②若电解一定时间后，外加0.1mol的氢氧化铜可使电解液恢复到电解前的浓度，电路中转移电子物质的量______．
（2）细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺．细菌冶铜与火法冶铜相比，优点为______（写出一点即可）．
（3）用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液．电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液．而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成．下面是关于棕褐色溶液成分的探究：
①有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是否正确？______（填“正确”或“不正确“），原因是______．
资料1：
一般具有混合价态（指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如Fe3O4中的Fe元索）的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深．
资料2：
CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸．
②猜想：棕褐色溶液中可能含有的离子是______（填3种主要离子符号）．
③验证猜想：完成实验方案（配制棕褐色溶液）．取少量______固体于试管中，加入______使其溶解，再加入______溶液，观察现象．
④已知电解前，U形管中加入了100mL 0.5mol•L-1 CuCl2溶液，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，且阴极生成0.64g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为______mol．
正确答案
2CuSO4+2H2O
0.4mol
节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低；或适宜处理炉渣
不正确
阴极还会产生氢气
Cu2+、Cu+、Cl-
氯化亚铜
浓盐酸
氯化铜
0.01
解析
解：（1）①用惰性电极电解硫酸铜溶液，电解过程中，始终无氢气产生，则阴极发生Cu2++2e-═Cu，阳极氢氧根离子放电，4OH--4e-═H2O+O2↑，总反应为：2CuSO4+2H2O
故答案为：2CuSO4+2H2O
②用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度，说明原来电解是开始电解硫酸铜溶液2CuSO4+2H2O
故答案为：0.4mol；
（2）湿法炼铜需在溶液中进行，相比湿法炼铜，细菌冶铜，在常温下用生物冶铜，节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低，适宜处理炉渣，
故答案为：节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低；适宜处理炉渣；
（3）用惰性电极电解氯化铜溶液，第一阶段：阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H2O
①用惰性电极电解氯化铜溶液，电解过程中阳离子向阴极移动，所以阴极：第一阶段：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H++2e-=H2↑，阴极不可能生成氯气，所以阴极附近会出现棕褐色溶液，并不是氯气反应的结果，
故答案为：不正确；阴极还会产生氢气；
②根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，铜有Cu2+、Cu+的离子，所以棕褐色溶液中可能含有的离子是Cu2+、Cu+，溶液中还可能存在阴离子Cl-，
故答案为：Cu2+、Cu+、Cl-；
③为了验证溶液中是否存在Cu2+、Cu+，可通过对照试验进行验证，取少量氯化亚铜，固体于试管中，加入浓盐酸使其溶解，再加入氯化铜溶液，观察现象，
故答案为：氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜；
④100mL 0.5mol•L-1 CuCl2溶液中含0.05molCuCl2，Cu2++2e-=Cu，生成0.64g铜转移0.02mol电子，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，所以还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子，Cu2++e-=Cu+，则形成的低价阳离子的物质的量为0.01mol，
故答案为：0.01；
化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用．下列认识正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与金属的活动性有关，金属越活泼，人类开发利用该金属的时间就越晚，与其在自然界分布关系无关，故A错误；
B．用空气、Cu、稀硫酸在加热条件下来制备CuSO4，反应为2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O相对其它方法需要的硫酸少，该反应无污染性气体产生，故B正确；
C．MgCl2是离子化合物，在熔融状态下导电，能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁，AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，常采用电解氧化铝制铝，故C错误；
D．石油是一种重要化石燃料能源，但资源是有限的，且难以再生，人类正面临着石油短缺的难题，人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是寻找新能源，特别是提高太阳能的利用率，开发新能源核能和生产新产品，故D错误；
故选B．
铝的大规模开发利用比铜大约晚了6000年，主要原因是（ ）
正确答案
解析
解：根据金属活动顺序表，金属铝比金属铜活泼，自然界中铝的存在方式比金属铜的复杂得多，所以难冶炼．
故选B．
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、钠是较活泼的金属，一般用电解法冶炼，故A正确；
B、置换法适用于不活泼金属的冶炼，可以用H2还原CuO来冶炼金属铜，故B错误；
C、Hg是用加热HgO来获得的，故C错误；
D、Al是由电解Al2O3制得的，故D错误．
故选A．
化学与科技、生活、环境密切相关，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氧化铝熔点很高，碳不能从氧化铝中还原铝，铝是活泼金属，所以要用电解氧化铝的方法冶炼，故A错误；
B．丝、毛是蛋白纤维，蛋白质由C、H、O、N元素组成，还可能含有S、P等，N、S、P燃烧是会生成其各自的氧化物，故B错误；
C．废电池中含有重金属及碱液，则为防止电池中的重金属污染土壤和水体，不能深埋，应回收处理，故C错误；
D．推广使用新能源，可以减少二氧化碳等温室气体的排放，保护环境，故D正确．
故选D．
下列有关物质制备说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．制备单质Na应该用电解熔融NaCl的方法，电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠，故A错误；
B．制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法，故B正确；
C．高温下CO还原赤铁矿氧化铁可以得到金属铁，此方法用于炼铁，故C正确；
D．工业上用碳还原二氧化硅的办法来获得粗硅，故D正确．
故选：A．
下列有关金属或非金属的工业制法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Na属于活泼金属，采用电解熔融NaCl方法制备Na，如果电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电而不是钠离子放电，所以阴极上得不到Na，故A错误；
B．Al属于活泼金属，氯化铝属于共价化合物，在熔融状态下不导电，工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al，故B错误；
C．高温下，2C+SiO2
D．冶炼铜的反应为：8CuFeSO2+2IO2
故选C．
从海水中提取镁的工艺流程主体是（ ）
A海水
B海水
C海水
D海水
正确答案
解析
解：海水中含有镁离子，要想从海水中提取镁，首先要将镁离子转化为难溶性的氢氧化镁，所以向海水中加入碱，且加入的碱要廉价，所以可以选取熟石灰制取氢氧化镁；镁是活泼金属，所以工业上用电解熔融氯化镁或氧化镁的方法冶炼，但氧化镁熔点较高，电解时浪费热能，所以一般采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，加入熟石灰后生成的氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁，然后采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故选B．
①电解无水氯化镁法，②碳或碳化钙热还原法，③皮江法．
已知：
（1）写出MgO（s）与CaC2（s）作用生成Mg（g）及CaO（s）及C（s）的热化学方程式：______．
（2）碳化钙还原氧化镁的文献资料如表2
表2 还原剂的用量与温度、保温时间计MgO还原率
实际生产中只采取恒温2h，其主要原因是：______；采用n（CaC2）/n（MgO）配比为1.2，而不是1.3，其主要原因是：______．
（3）用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg（OH）Cl，并发生电离反应：Mg（OH）Cl=Mg（OH）++Cl-．电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为______．实验室由MgCl2•6H2O制取无水氯化镁可采用的方法是______．
（4）我国目前生产金属镁主要用皮江法生产，其原料为白云石（MgCO3•CaCO3）的煅烧产物和硅铁（含75%Si）．其生产原理为：
2CaO+2MgO（s）+Si（s）
（5）镁/间-二硝基苯电池的装置如图所示，电池工作时镁转变为氢氧化镁，间-二硝基苯则转变为间-二苯胺．该电池正极的电极反应式为______．
正确答案
解：（1）MgO（s）+C（s）=CO（g）+Mg（g）△H=641.5kJ/mol①，CaO（s）+3C（s）=CaC2（s）+CO（g）△H=464.0kJ/mol②，将方程式①-②得CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol，
故答案为：CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol；
（2）根据表格知，相同条件下，延长保温时间时，还原率增加很少，时间延长导致生成成本增大，利润减少；
相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3时，还原剂的量增大，但还原率增加较少，导致生产成本增大，
故答案为：相同条件下延长保温时间时，还原率增加不明显，生成成本增大；相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3，还原剂用量增大，还原率增加不明显，生产成本增大；
（3）电解时阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为：2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑，氯化镁中的镁离子易水解，在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2，
故答案为：2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑；在氯化氢气流中加热脱水；
（4）镁和硅都是亲氧元素，所以镁和硅极易和氧气反应生成氧化物，为防止硅和镁被氧化，并提高镁的产率，采用真空操作，
故答案为：防止硅和镁被氧化，并提高金属镁的产率；
（5）根据氢离子的移动方向知，碳棒是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：
故答案为：
解析
解：（1）MgO（s）+C（s）=CO（g）+Mg（g）△H=641.5kJ/mol①，CaO（s）+3C（s）=CaC2（s）+CO（g）△H=464.0kJ/mol②，将方程式①-②得CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol，
故答案为：CaC2（s）+MgO（s）=CaO（s）+Mg（g）+2C（s），△H=（641.5-464.0）kJ/mol=177.5kJ/mol；
（2）根据表格知，相同条件下，延长保温时间时，还原率增加很少，时间延长导致生成成本增大，利润减少；
相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3时，还原剂的量增大，但还原率增加较少，导致生产成本增大，
故答案为：相同条件下延长保温时间时，还原率增加不明显，生成成本增大；相同条件下，还原剂配比由1.2升高到1.3，还原剂用量增大，还原率增加不明显，生产成本增大；
（3）电解时阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为：2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑，氯化镁中的镁离子易水解，在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2，
故答案为：2Mg（OH）++2e-=MgO+H2↑；在氯化氢气流中加热脱水；
（4）镁和硅都是亲氧元素，所以镁和硅极易和氧气反应生成氧化物，为防止硅和镁被氧化，并提高镁的产率，采用真空操作，
故答案为：防止硅和镁被氧化，并提高金属镁的产率；
（5）根据氢离子的移动方向知，碳棒是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：
故答案为：
（2015春•大理市校级期末）下列金属冶炼的反应原理，不正确的是（ ）
A2NaCl（熔融）
BMgO+H2
CFe2O3+3CO
D2Ag2O
正确答案
解析
解：A．钠性质活泼用电解熔融氯化钠法制取，故A正确；
B．镁性质活泼应选择电解熔融氯化镁方法制取，故B错误；
C．铁性质较不活泼，用还原法制取，故C正确；
D．银性质稳定，用热分解氧化物的方法制取，故D正确；
故选：B．
扫码查看完整答案与解析