- 开发利用金属矿物和海水资源
- 共2554题
下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．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，故正确；
B．Al为活泼金属，通常用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，但氧化铝的熔点较高，加入冰晶石的目的是降低熔点，故B正确；
C．Cu2S+O2
D．铝的还原性大于铁，可利用铝热反应产生的高温来冶炼，属于热还原法，故D正确；
故选C．
锂在原子能工业中具有十分独特的地位，被誉为“高能金属”，它推动着能源工业，尤其是电池技术的发展．盐湖卤水中锂的含量较高，资源丰富，提炼锂的价格低廉，成为国内外开发生产锂的主攻方向．把盐湖卤水自然日晒和冷冻，从卤水中析出食盐、泻利盐、钾盐镁矾和光卤石等一系列盐类，得到富含MgC12的浓缩母液，其中LiC1的浓度达10%以上．把浓缩母液经高温炉分解除去MgC12等一系列过程，最终得到金属锂．其主要生产工艺流程如下：
已知：Li2CO3在不同温度的溶解度如下表：
（1）写出浓缩母液在高温炉中分解的化学方程式______．
（2）写出盐酸与Li2CO3反应的离子方程式______．
（3）洗涤所得Li2CO3沉淀要用热水而非冷水，原因是______．
（4）熔融LiCl电解的环境是______a．氢气中 b．氮气中 c．空气中 d．真空中 e．He气．
正确答案
解：（1）氯化镁是强酸弱碱盐水解生成氢氧化镁和盐酸，加热易使盐酸挥发，从而促进氯化镁水解，所以其反应方程式为：MgCl2+2H2O=Mg（OH）2+2HCl，
故答案为：MgCl2+2H2O=Mg（OH）2+2HCl；
（2）盐酸和碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和水，离子反应方程式为：Li2CO3+2H+=2Li++CO2↑+H2O，
故答案为：Li2CO3+2H+=2Li++CO2↑+H2O；
（3）根据表格知，温度越高碳酸锂的溶解度越小，为减少碳酸锂溶解，则选取较高温度下洗涤，故答案为：Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗；
（4）电解熔融氯化锂生成氯气和锂，锂性质较活泼，能在氮气、氧气中燃烧，氯气性质较活泼，氢气能在氯气中燃烧，所以为防止锂、氯气和其它物质发生反应，熔融LiCl电解的环境是真空中或氦气中，故选de．
解析
解：（1）氯化镁是强酸弱碱盐水解生成氢氧化镁和盐酸，加热易使盐酸挥发，从而促进氯化镁水解，所以其反应方程式为：MgCl2+2H2O=Mg（OH）2+2HCl，
故答案为：MgCl2+2H2O=Mg（OH）2+2HCl；
（2）盐酸和碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和水，离子反应方程式为：Li2CO3+2H+=2Li++CO2↑+H2O，
故答案为：Li2CO3+2H+=2Li++CO2↑+H2O；
（3）根据表格知，温度越高碳酸锂的溶解度越小，为减少碳酸锂溶解，则选取较高温度下洗涤，故答案为：Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗；
（4）电解熔融氯化锂生成氯气和锂，锂性质较活泼，能在氮气、氧气中燃烧，氯气性质较活泼，氢气能在氯气中燃烧，所以为防止锂、氯气和其它物质发生反应，熔融LiCl电解的环境是真空中或氦气中，故选de．
下列金属冶炼的原理错误的是（ ）
ACu2S+O2
BFe2O3+2Al
CMgO+CO
D2Cr+Al2O3
正确答案
解析
解：A．铜为不活泼金属，直接用加热Cu2S+O2
B．铁在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，活泼性弱于铝，可用铝热反应Fe2O3+2Al
C．氧化镁可与CO发生氧化还原反应生成镁，可发生，故C正确；
D．在氧化还原反应中还原性强的物质可还原出还原性弱的物质；化合物中对应的金属Cr的活泼性比铝弱，不能还原出铝，故D错误；
故选D．
（1）传统火法炼锌是将精闪锌矿（主要成分为ZnS）焙烧脱硫后，焙砂送电炉用一氧化碳还原挥发，挥发物经冷凝获得粗锌，粗锌精馏得到精锌．（锌熔点419.7℃、沸点907℃）
①写出闪锌矿焙烧脱硫的化学方程式______．
②这种方法冶炼锌主要缺点是______、______．
③现代工业生产多采用联合生产的方法，可将闪锌矿中的硫用于生产硫酸现有100t精闪锌矿，其中ZnS的含量为48.5%（假设其它成分不含硫），则理论上可以生产出98.0%的硫酸______t．
④精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法．实验室进行蒸馏实验时需要的玻璃仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶、______、______、牛角管、锥形瓶．
（2）湿法炼锌是当今最主要的炼锌方法，其产量占世界锌总产量的85%以上，其中“硫化锌精矿氧压硫酸浸出法”的工艺流程图如下：
①在压力釜中，“硫化锌精矿氧压硫酸浸出”的反应需要在精矿粒度小于44μm、温度140℃～150℃、氧压为700kPa等条件下进行，其中精矿粒度要求小于44μm的原因是：______．
②140℃～150℃时，溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，接着又被氧化成三价铁．其中Fe3+作用是：______．
A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂
③在浸出液中加入黄钾铁矾矿颗粒[不溶于水，主要成分是KFe3（SO4）2（OH）6]中和过量的硫酸．请写出黄钾铁矾矿与H+反应的离子方程式：______．
正确答案
解：（1）①闪锌矿焙烧脱硫产物是氧化锌和二氧化硫，即：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2，故答案为：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2；
②二氧化硫是一种有毒物质，传统火法炼锌主要缺点是：污染环境、资源利用率低即能耗低，故答案为：污染环境、能耗低（资源利用率低）；
③100t精闪锌矿中ZnS的含量为48.5%（假设其它成分不含硫），则含硫元素的物质的量是
④根据蒸馏实验需要仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等，故答案为：温度计、冷凝管；
（2）①精矿粒度越小速率越快，精矿粒度要求小于44μm可以加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率，故答案为：加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率；
②根据题意：溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，即三价铁为氧化剂，所以Fe3+作用是催化剂和氧化剂，故答案为：AB；
③黄钾铁矾矿与H+反应生成对应的盐和水，化学方程式为：KFe3（SO4）2（OH）6+6H+=K++3Fe3++2SO42-+6H2O，
故答案为：KFe3（SO4）2（OH）6+6H+=K++3Fe3++2SO42-+6H2O．
解析
解：（1）①闪锌矿焙烧脱硫产物是氧化锌和二氧化硫，即：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2，故答案为：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2；
②二氧化硫是一种有毒物质，传统火法炼锌主要缺点是：污染环境、资源利用率低即能耗低，故答案为：污染环境、能耗低（资源利用率低）；
③100t精闪锌矿中ZnS的含量为48.5%（假设其它成分不含硫），则含硫元素的物质的量是
④根据蒸馏实验需要仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等，故答案为：温度计、冷凝管；
（2）①精矿粒度越小速率越快，精矿粒度要求小于44μm可以加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率，故答案为：加快硫化锌的浸出速率、提高浸出率；
②根据题意：溶液中三价铁的存在对浸出反应起加速作用，在使硫化锌氧化时，本身被还原成二价铁，即三价铁为氧化剂，所以Fe3+作用是催化剂和氧化剂，故答案为：AB；
③黄钾铁矾矿与H+反应生成对应的盐和水，化学方程式为：KFe3（SO4）2（OH）6+6H+=K++3Fe3++2SO42-+6H2O，
故答案为：KFe3（SO4）2（OH）6+6H+=K++3Fe3++2SO42-+6H2O．
铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
(l)写出焦炭在高炉中所参与反应的化学方程式：_____________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式:___________________________ 。
(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应____________ ，直到无_______现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生____________现象，未反应完全的CO_________ （填“能”或“不能”）排放到大气中，应做_______处理。
正确答案
（1）
（2）
（3）验纯；爆鸣；爆炸；不能；点燃
用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。
（1）以HgO为原料冶炼Hg，冶炼方法是___________________________。
（2）铝热法是冶炼金属的方法之一，写出铝热法炼铁(Fe2O3)的化学方程式：____________。引发铝热反应的实验操作是：_______________________。
（3）某些金属氧化物粉末和铝粉在一定条件下可以发生铝热反应。下列反应速率（υ）和温度（T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是：_______________（填字母）。
正确答案
（1）加热分解法
（2）2Al+Fe2O3
（3）b
冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂 ②以活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。（用序号填写下列空白。）
（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属___________________。
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属______________________。
（3）Hg、Ag等不活泼金属____________________________。
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属_________________________。
（5）K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是____________________________。
正确答案
（1）1；
（2）4：
（3）5；
（4）3；
（5）2；
古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法如下：将ZnCO3、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至 800℃，得金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是___________，有关的化学方程式是____________、_____________、____________。
正确答案
Zn、Cu ；ZnCO3
古代的药金与金相似，常被误认为金子，冶炼的方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”。
（1）冶炼的化学方程式____________________________
（2）药金的主要成分______________
正确答案
（1）C+ZnCO3+Cu2O = 2Cu+Zn+2CO2↑
（2）Cu和Zn
在金属活动性顺序中，钾、钠、铝等金属一般常用_____________法冶炼；位于氢以后的金属可用_______________法冶炼；位于中部的金属一般可用________________法冶炼。
正确答案
电解；热分解；还原
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