- 化学与材料的发展
- 共3104题
I．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______．
Ⅱ．从A．乙烯 B．乙酸 C．葡萄糖 D．纤维素 E．油脂 F．蛋白质六种有机物中选择合适的物质，将其字母序号填在空格内．
（1）属于烃类的是______．
（2）能与乙醇发生酯化反应的是______．
（3）植物通过光合作用直接生成的有机物是______．
（4）肉、蛋、奶等富含______．
（5）能作为制造肥皂的原料是______．
（6）棉花、甘蔗渣的主要成分是______．
正确答案
①
④
⑤
③
A
B
C
F
E
D
解析
解：Ⅰ．（1）由Fe、Zn、Cu等中等活泼金属用热还原法，即以C、CO或H2做还原剂还原冶炼，故答案为：①；
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属的化合物与C、CO或H2等不反应，故采用电解法冶炼制备，故答案为：④；
（3）Hg、Ag等不活泼金属的氧化物不稳定，受热易分解，故采用热分解法冶炼，故答案为：⑤；
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属采用铝热反应来制取，故答案为：③；
II．（1）乙烯是只含C、H两种元素的化合物，故答案为：A；
（2）乙酸属于酸类，乙酸能与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯，故答案为：B；
（3）植物通过光合作用吸收二氧化碳，得到的有机产物为葡萄糖，故答案为：C；
（4）肉、蛋、奶等富含蛋白质，故答案为：F；
（5）油脂在碱性条件下水解制肥皂，该反应又称为皂化反应，故答案为：E；
（6）棉花、甘蔗渣的主要成分是为纤维素，故答案为：D．
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．
锂常用来制造高能量电池．已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是（ ）
正确答案
解析
解：常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等，活泼金属Na、Mg、Al等用电解法冶炼，锂的金属性介于钠和镁之间，应用电解法冶炼．
故选B．
钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备，下列方法中能够制备出金属钠的是（ ）
正确答案
解析
解：Na为活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，
A．NaCl晶体为离子晶体，在加热条件下难以分解，不能用该法制取金属钠，故A错误；
B．金属钾为活泼金属，2K+2H2O=2KOH+H2↑，无法置换出NaCl溶液中Na+，故B错误；
C．电解NaCl溶液2NaCl+2H2O
D．电解熔融NaCl：2NaCl
故选D．
从海水中提取镁的流程如图．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、从海水中提取食盐通常采用蒸发水分的方法使NaCl析出晶体，而不用降温结晶的方法，是由于NaCl的溶解度随温度升高变化不大，故A错误；
B、氯化镁易水解，加热蒸干得到的是氢氧化镁，为抑制水解，可以在氯化氢气流中加热，故B正确；
C、电解熔融氯化镁的过程中有元素化合价变化，是氧化还原反应，故C错误；
D、电解氯化镁溶液得到的是氢氧化镁、氯气以及氢气，不会得到金属镁，故D错误．
故选B．
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．
下列反应能通过置换反应生成铁的是（ ）
（1）Zn+FeCl2（溶液） （2）Na+FeSO4（溶液） （3）Fe2O3+CO（高温） （4）Fe3O4+H2（加热） （5）Al+Fe2O3（引燃）
正确答案
解析
解：（1）金属Zn活动性比Fe强，Zn+FeCl2（溶液）=ZnCl2+Fe，能通过置换反应生成铁；
（2）Na+FeSO4（溶液），首先2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，然后FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4无铁生成；
（3）Fe2O3+CO（高温）Fe元素化合价由+3价变为0价、C元素化合价由+2价变为+4价，反应为：Fe2O3+3CO
（4）Fe3O4+H2（加热），氢气具有还原性，能还原氧化铁3Fe+4H2O
（5）Al+Fe2O3（引燃）该反应中Al元素化合价由0价变为+3价，Fe元素化合价由+3价变为0价，Al是还原剂，氧化铁是氧化剂，Fe2O3+2Al
故选A．
金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．工业上用电解氯化镁的方法生产金属镁，MgCl2
B．合金的性质与组分金属的化学性质相同，但物理性质不同，故B正确；
C．金属阳离子得到电子被还原生成金属单质，为金属冶炼的本质，故C正确；
D．活泼金属对应的阳离子难以得到电子，难以冶炼，故D正确；
故选A．
合理、高效利用金属矿物，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
解：（1）因Hg是不活泼金属，故用加热HgO分解得到Hg；
（2）根据铝热法冶炼金属的原理：金属氧化物与铝反应得到金属和氧化铝，所以铝和Fe2O3反应的化学方程式为：
2Al+Fe2O3
（3）因通过加热引发铝热反应，所以开始速率为O，一旦反应，反应放热，温度升高，化学反应速率增大．
故答案为：（1）加热分解法；
（2）2Al+Fe2O3
（3）b；
解析
解：（1）因Hg是不活泼金属，故用加热HgO分解得到Hg；
（2）根据铝热法冶炼金属的原理：金属氧化物与铝反应得到金属和氧化铝，所以铝和Fe2O3反应的化学方程式为：
2Al+Fe2O3
（3）因通过加热引发铝热反应，所以开始速率为O，一旦反应，反应放热，温度升高，化学反应速率增大．
故答案为：（1）加热分解法；
（2）2Al+Fe2O3
（3）b；
下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的为（ ）
正确答案
解析
解：A．Ca、Mg为活泼金属，应用电解氯化物的电解法冶炼，故A错误；
B．Fe用CO还原法冶炼，Al应用电解法冶炼，通常用电解氧化铝制金属铝，故B错误；
C．Fe用CO还原法冶炼，Cu可用H2或CO把它们从其对应的化合物中还原出来，故C正确；
D．Hg、Ag为不活泼金属，可用热分解法冶炼，故D错误；
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）
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 
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+O2
故选A．
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