- 电冶金
- 共383题
从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，其后是铁器时代，而到200年前人们才能冶炼并利用铝．下列跟金属的冶炼和利用先后顺序有关的是（ ）
①地壳中的金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性．
正确答案
解析
解：对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱；结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识，可知：金属活动性越强，金属的冶炼难易程度越难，这也影响了人类对金属的使用，其它因素均与使用的前后顺序无关．
故选D．
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．
化学--选修2：化学与技术
（1）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用．
①不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹______（填“前”或“后”）加入．
②炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是______．
③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是______．从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作______．
（2）纯碱是一种重要的化工原料．目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺．
①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：______；
②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：______；
③CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？______．
正确答案
后
脱氧和调整钢的成分
CO
燃料（或还原剂）
2NH4Cl+Ca（OH）2
NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
“氨碱法”CO2来源于灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气
解析
解：（1）①因为Cr易被氧化，为Cr被氧化，不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹后，若氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去，故答案为：后；
②炼钢时，加入硅、锰和铝，可与氧气反应，且能改变合金的性质，起到脱氧和调整钢的成分的作用，故答案为：脱氧和调整钢的成分；
③炼铁和炼钢生产中，CO是主要的还原剂，故尾气均含有的主要污染物是CO，一氧化碳会引起中毒，故需对其进行尾气处理．一氧化碳是一种很好的还原剂同时还是一种燃料，
故答案为：CO；燃料（或还原剂）；
（2）①氨碱法是由氯化铵和消石灰在加热条件下反应后生成氨气和氯化钙的反应，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
②联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3
③CO2是制碱工业的重要原料，氨碱法中CO2来源于石灰石煅烧，联合制碱法中CO2的来源于合成氨工业的废气，
故答案为：“氨碱法”CO2来源于灰石煅烧，“联合制碱法”CO2来源于合成氨工业的废气．
下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Hg是不活泼金属，可以采用直接加热的方法冶炼，2HgO
B．Fe属于较活泼金属，工业上用热还原法冶炼Fe2O3+3CO
C．Na、Al属于活泼金属，采用电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼，如果电解其溶液，阴极上氢离子放电而不是金属阳离子放电，所以电解其氯化物溶液得不到金属单质，故C错误；
D．很不活泼金属，采用物理方法分离，如金能在自然界中以单质存在，所以利用金和沙子的密度不同，从而将金粒分离出来，故D正确；
故选C．
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．
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