- 化学与材料的发展
- 共3104题
下列属于传统湿法冶炼铜的是（ ）
正确答案
解析
解：A．CO还原CuO可制取Cu，但该反应是气体和固体反应生成气体和固体的反应，与湿溶液无关，故A错误；
B．电解CuCl2溶液制取Cu，需要电能，不属于传统炼铜方法，故B错误；
C．高温下O2与Cu2S反应制取Cu，与湿溶液无关，故C错误；
D．我国是湿法冶金术的先驱，早在西汉时期刘安在《淮南万毕术》中写到“曾青（CuSO4）得铁则化为铜”，就是指铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，故D正确；
故选D．
工业上，通常用电解法冶炼的金属是（ ）
正确答案
解析
解：A．Al的性质很活泼，采用电解其氧化物的方法冶炼，故A正确；
B．Fe采用热还原法冶炼，故B错误；
C．Cu采用热还原法冶炼，故C错误；
D．Ag采用热分解法冶炼，故D错误；
故选：A．
下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：金属钙是活泼金属，采用电解法来冶炼CaCl2
故选B．
钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志．
（1 ）工业铝热法炼铁的主要化学反应方程式______．
（2）炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑．
试回答：①铁锅的腐蚀主要是由______腐蚀造成的．
②铁锅锈蚀的负极反应式为______．
（3）通常使用钢铁是铁和______的合金； 当马口铁（表层镀锡 ）镀层被损坏后，这时被腐蚀速度比普通铁______（填“快”或“慢”）．为防止轮船的船体在海水中腐蚀，一般在船身连接______（填“锌块”或“铜块”）
正确答案
解：（1）铝热法冶炼金属铁的原理方程式为：2Al+Fe2O3
（2）①在弱酸或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
②铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe=Fe2++2e-，故答案为：Fe=Fe2++2e-；
（3）钢铁是铁和碳的合金，当马口铁（表层镀锡 ）镀层被损坏后，金属铁、锡以及电解质形成原电池，金属铁为负极，这时被腐蚀速度比普通铁快，要保护金属铁，可以连接一种比金属铁活泼的金属，如金属锌，故答案为：碳；快；锌块．
解析
解：（1）铝热法冶炼金属铁的原理方程式为：2Al+Fe2O3
（2）①在弱酸或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
②铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe=Fe2++2e-，故答案为：Fe=Fe2++2e-；
（3）钢铁是铁和碳的合金，当马口铁（表层镀锡 ）镀层被损坏后，金属铁、锡以及电解质形成原电池，金属铁为负极，这时被腐蚀速度比普通铁快，要保护金属铁，可以连接一种比金属铁活泼的金属，如金属锌，故答案为：碳；快；锌块．
工业上用某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列说法正确的是（ ）
A反应Ⅱ为CO2+2AlO
BCO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C制取的铝单质与少量NaOH溶液反应的离子方程式为：Al+3OH-=Al（OH）3↓
D试剂X可以为NaOH溶液，沉淀中含有铁的化合物
正确答案
解析
解：A、过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3，即CO2+AlO2-+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，故A错误；
B、CO2可以和偏铝酸钠反应制得氢氧化铝，用H2SO4溶液或稀盐酸代替会导致生成的氢氧化铝溶于其中，故B错误；
C、制取的铝单质与少量NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH-+3H2O=2AlO2-+3H2↑，故C错误；
D、由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根故试剂X为氢氧化钠溶液，氧化铁和氢氧化钠之间不反应，沉淀中含有氧化铁，故D正确．
故选D．
在元素周期表中，锌（30Zn）、镉（48Cd）、汞（80Hg）同属于锌族，锌和汞在自然界中常共生，镉的金属活动性介于锌和汞之间．湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金属，可用于生产金属镉．镉的主要用途可以用作镍-镉电池，以及用于颜料生产，镉化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用．镉的生产流程如图所示：
请回答下列问题：
（1）镉元素位于周期表中第______周期，第______族，其原子结构示意图为______；
（2）写出步骤①反应的离子方程式______；
（3）步骤②所加入的金属的名称是______；
（4）步骤④用“溶液2”作电解液，镉在______极析出，该电极材料是______；
（5）“电解废液”中含有镉，不能直接作为污水排放．目前含镉的废水处理的方式有两种，一种是在含镉污水中加入硫化钠，沉淀镉离子，另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝，沉淀镉离子．写出硫化钠沉淀镉离子的离子方程式______．
正确答案
解：（1）Cd是48号元素，原子核外电子排布为：
故答案为：ⅡB；
（2）金属Cd、Zn可以和硫酸反应分别生成硫酸镉、硫酸锌和氢气实质是：Cd+2H+═Cd2++H2↑，Zn+2H+═Zn2++H2↑，
故答案为：Cd+2H+═Cd2++H2↑，Zn+2H+═Zn2++H2↑；
（3）金属锌的活泼性强于金属镉，步骤②所加入的金属锌可以将金属铬从其盐中置换出来，
故答案为：锌；
（4）在电解池中，有金属析出的电极是阴极，该电极上发生得电子的还原反应，采用镉板作阴极，
故答案为：阴、镉板；
（5）镉离子可以和硫离子之间反应生成硫化镉沉淀，即Cd2++S2-═CdS↓，
故答案为：Cd2++S2-═CdS↓．
解析
解：（1）Cd是48号元素，原子核外电子排布为：
故答案为：ⅡB；
（2）金属Cd、Zn可以和硫酸反应分别生成硫酸镉、硫酸锌和氢气实质是：Cd+2H+═Cd2++H2↑，Zn+2H+═Zn2++H2↑，
故答案为：Cd+2H+═Cd2++H2↑，Zn+2H+═Zn2++H2↑；
（3）金属锌的活泼性强于金属镉，步骤②所加入的金属锌可以将金属铬从其盐中置换出来，
故答案为：锌；
（4）在电解池中，有金属析出的电极是阴极，该电极上发生得电子的还原反应，采用镉板作阴极，
故答案为：阴、镉板；
（5）镉离子可以和硫离子之间反应生成硫化镉沉淀，即Cd2++S2-═CdS↓，
故答案为：Cd2++S2-═CdS↓．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、铝是活泼金属，所以工业上用电解氧化铝的方法冶炼金属铝，故A错误．
B、氯水中含有次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能漂白有色物质，所以氯水能使红色花瓣褪色，故B正确．
C、常温下，硅性质比较稳定，和硝酸不反应，但能和氢氟酸反应，故C错误．
D、氢氧化亚铁是难溶物质，在水中存在溶解平衡，当氢氧化亚铁溶于氢氧化钠溶液时存在同离子效应，从而抑制氢氧化亚铁的溶解，故D错误．
故选B．
下列各组金属中，最适合用H2或CO把它们从其对应的化合物中还原出来的是（ ）
正确答案
解析
解：A．K、Mg为活泼金属，应用电解法冶炼，故A错误；
B．Al应用电解法冶炼，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．
下列说法错误的是（ ）
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A正确；
B、Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故B正确；
C、金属于不活泼金属，可用物理方法分离金，即沙里淘金是利用金和沙子的密度不同，从而将金粒分离出来，故C正确．
D、Na、Mg、Al为活泼金属，通常用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，铝是电解熔融态的氧化铝制得的，故D错误．
故选D．
工业上生产金属钛的方法很多．以钛铁矿（主要成分FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如图1，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于______ （选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）．
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化，物质A是______，上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是______、______．
（3）反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是______．
（4）由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H1=-72kJ•mol-1TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H2=+38.8kJ•mol-1C（s）+CO2（g）=2CO（g）△△H3=+282.8kJ•mol-1
①反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）在高温下能够自发进行的原因是______．
②反应C（s）+O2（g）=CO2（g）的△H=______．
（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．
（6）
①写出阳极所发生反应的电极反应式：______．
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）______．
正确答案
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：非氧化还原反应；
（2）亚铁离子易被氧化为铁离子，加入金属铁可以防护被氧化，所以A是金属铁，根据流程，所得到的副产物是绿矾，可回收利用的物质是硫酸，故答案为：Fe；绿矾；硫酸；
（3）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气（或氮气、二氧化碳）作用；
（4）①根据反应能否自发进行的判据△H-T△S，△H＞0，所以高温下才自发进行，说明该反应的△S＞0（或熵增加），故答案为：△S＞0（或熵增加）；
②已知反应a、TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H1=-72kJ•mol-1
b、TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H2=+38.8kJ•mol-1
c、C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H3=+282.8kJ•mol-1
根据盖斯定律，反应C（s）+O2（g）=CO2（g）可以看成是a-b-c获得，所以该化学反应的焓变△H=-72kJ•mol-1-282.8kJ•mol-1-38.8kJ•mol-1=-393.6 kJ/mol，
故答案为：-393.6 kJ/mol；
（6）①用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，阳极发生氧化反应，阴极析出钙金属发生还原反应，阳极图示产物可可知，阳极生成二氧化碳气体，是电解质中的氧离子失电子生成氧气，氧气和阳极石墨反应生成的二氧化碳，所以电极反应为：2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑；
故答案为：2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑；
②制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
或：制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：阴极：2Ca2++4e-═2Ca 阳极：2O2--4e-═O2↑；2Ca+TiO2
故答案为：制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
解析
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：非氧化还原反应；
（2）亚铁离子易被氧化为铁离子，加入金属铁可以防护被氧化，所以A是金属铁，根据流程，所得到的副产物是绿矾，可回收利用的物质是硫酸，故答案为：Fe；绿矾；硫酸；
（3）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气（或氮气、二氧化碳）作用；
（4）①根据反应能否自发进行的判据△H-T△S，△H＞0，所以高温下才自发进行，说明该反应的△S＞0（或熵增加），故答案为：△S＞0（或熵增加）；
②已知反应a、TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H1=-72kJ•mol-1
b、TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H2=+38.8kJ•mol-1
c、C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H3=+282.8kJ•mol-1
根据盖斯定律，反应C（s）+O2（g）=CO2（g）可以看成是a-b-c获得，所以该化学反应的焓变△H=-72kJ•mol-1-282.8kJ•mol-1-38.8kJ•mol-1=-393.6 kJ/mol，
故答案为：-393.6 kJ/mol；
（6）①用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，阳极发生氧化反应，阴极析出钙金属发生还原反应，阳极图示产物可可知，阳极生成二氧化碳气体，是电解质中的氧离子失电子生成氧气，氧气和阳极石墨反应生成的二氧化碳，所以电极反应为：2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑；
故答案为：2O2--4e-=O2↑，或C+2O2--4e-=CO2↑；
②制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
或：制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：阴极：2Ca2++4e-═2Ca 阳极：2O2--4e-═O2↑；2Ca+TiO2
故答案为：制备TiO2时，在电解槽发生如下反应：2CaO═2Ca+O2↑，2Ca+TiO2
下列各种冶炼方法中，可制得相应的金属的是（ ）
正确答案
解析
解：A．AlCl3为共价键化合物，属于分子晶体，熔融AlCl3中没有离子只有分子，不能导电，只能电解Al2O3来获取金属铝，故A错误；
B．Hg、Ag等不活泼金属通常采用热分解法冶炼，银可以利用加热氧化银制备，故B正确；
C．电解氯化钠水溶液，生成的产物是氢氧化钠、氯气和氢气，得不到金属钠，通常采用电解熔融NaCl，阳极生成氯气，阴极析出钠用来制钠，故C错误；
D．钠的金属性比铝强，氯化钠与铝粉高温不反应，无法制得钠，故D错误；
故选B．
海水资源的开发和利用是当前科学研究的一项重要任务．下、如图是实验室模拟镁开发的流程图：
根据上述流程图，回答下列问题：
（1）操作I的名称是______．
（2）步骤中②反应的化学方程式为______．
（3）步骤④中加热时通入HCl气流的作用是______．
（4）步骤⑤的离子反应方程式为______．
（5）有人提出步骤⑤的副产物可在流程中再利用以提高海水的综合利用率．若A为上述流程中的某组分，则A、B分别为______．
正确答案
解：（1）分离不溶性固体和溶液的方法是过滤，则分离氢氧化镁沉淀和滤液可以采用过滤的方法，
故答案为：过滤；
（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和溴化镁反应生成氢氧化镁程度和溴化钙，所以涉及的反应方程式为，CaO+H2O=Ca（OH）2、MgBr2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaBr2，
故答案为：CaO+H2O=Ca（OH）2、MgBr2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaBr2；
（3）氯化镁易水解生成氢氧化镁和氯化氢MgCl2+2H2O⇌Mg（OH）2+2HCl，为了抑制氯化镁水解，可以增大氯化氢浓度使平衡向逆反应方向移动，从而抑制氯化镁水解，
故答案为：增大HCl浓度抑制氯化镁水解；
（4）电解熔融氯化镁时，阳极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，阴极上镁离子得电子发生还原反应而生成镁，所以其电解离子方程式为：Mg2++2Cl-
故答案为：Mg2++2Cl-
（5）氯气具有强氧化性，能氧化还原性的Br-，根据流程图中，氯气和A反应生成溴，溴离子存在于滤液中，所以A是滤液，B是Br2，故答案为：滤液；Br2．
解析
解：（1）分离不溶性固体和溶液的方法是过滤，则分离氢氧化镁沉淀和滤液可以采用过滤的方法，
故答案为：过滤；
（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和溴化镁反应生成氢氧化镁程度和溴化钙，所以涉及的反应方程式为，CaO+H2O=Ca（OH）2、MgBr2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaBr2，
故答案为：CaO+H2O=Ca（OH）2、MgBr2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaBr2；
（3）氯化镁易水解生成氢氧化镁和氯化氢MgCl2+2H2O⇌Mg（OH）2+2HCl，为了抑制氯化镁水解，可以增大氯化氢浓度使平衡向逆反应方向移动，从而抑制氯化镁水解，
故答案为：增大HCl浓度抑制氯化镁水解；
（4）电解熔融氯化镁时，阳极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，阴极上镁离子得电子发生还原反应而生成镁，所以其电解离子方程式为：Mg2++2Cl-
故答案为：Mg2++2Cl-
（5）氯气具有强氧化性，能氧化还原性的Br-，根据流程图中，氯气和A反应生成溴，溴离子存在于滤液中，所以A是滤液，B是Br2，故答案为：滤液；Br2．
工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3等杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
对上述流程中的判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由于溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸，故A错误；
B、过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应方程式为：NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3，离子方程式为：CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故B正确；
C、结合质子的能力就是指碱性，结合质子能力越强，相应的酸放出质子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，显然酸性强弱HCO3-＞Al（OH）3＞H2O，碱性：OH-＞AlO2-＞CO32-，所以结合质子能力：OH-＞AlO2-＞CO32-，故C正确；
D、氯化铝是分子晶体，熔融时不存在铝离子，电解熔融的氯化铝不能获得金属铝，故D错误；
故选BC．
（2013秋•金家庄区校级期中）下列金属冶炼的反应原理中正确的是（ ）
A2AlCl3（熔融） 
BMgO+H2 
CZnO+CO 
D2CuO 
正确答案
解析
解：A、Al为活泼金属，通常用电解熔融的氧化铝的方法冶炼，而氯化铝是分子晶体，其中不含铝离子，所以不能电解氯化铝，故A错误；
B、Mg为活泼金属，通常用电解熔融的氯化镁的方法冶炼，故B错误；
C、金属锌的冶炼采用还原法，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故C正确；
D、金属铜的冶炼采用还原法，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故D错误．
故选：C．
下列判断中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．MgO、MgCl2均为离子化合物，因为MgO的熔点高于MgCl2，因此电解熔融MgCl2更经济，工业上常通过电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，故A错误；
B．将NaOH溶液逐滴加入FeCl3溶液，发生：FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl，实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，当溶液变为红褐色时立即停止加热，反应的化学方程式为FeCl3+3H2O
C．牡丹籽油是一种优良的植物油脂，其分子中含有不饱和键，所以易被酸性高锰酸钾氧化，故C正确；
D．苯、四氯化碳不溶于水，且二者密度不同，苯密度比水小、四氯化碳密度比水大，乙醇易溶于水，己烯与溴水发生加成反应，可鉴别，故D错误；
故选C．
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