热门试卷

镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时， 先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。

 （1）以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KC1或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有____。

 （2）已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：____

（3）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：____。

（4）Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：

 解释表中氟化物熔点差异的原因：________。

（5）人工模拟酶是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当结合或Cu(I)（I表示化合价为+1）时，分别形成a和b：

①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有____ 键的特性。晶胞；晶体的熔沸点；

②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用力的差异____。

镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。

(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有____________________。

(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：_____________________。

(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_____________________________。

(4) Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表。氟化物的熔点

解释表中氟化物熔点差异的原因：________________________。

(5)人工模拟酶是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合或Cu(I) （I表示化合价为+1）时，分别形成a和b： 

①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有_________键的特性。

②粒子间作用力包括化学键和分子问作用力，比较a和b中粒子间作用力的差异______________。

铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答

（1）工业冶炼铝的化学方程式是__________________________________。

（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是__________________________________。

（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是__________________________________。

②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因________________________________。

③除去杂质后得氢氧化钾溶液从液体出口____________(填写A或B)导出。

铜陵有色金属集团公司是电解铜产量全国第一的大型企业。其冶炼工艺中铜、硫回收率达到 97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu2S+O2 2Cu +SO2

(1)烟气中的主要废气是___________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是__________。

(2)电解法精炼铜时，阳极是_____________（填“纯铜板” 或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉积在电解槽__________（填“阳极”或“阴极”）的槽底，阴极的电极反应式是________。

(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+ )、 c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。 几种物质的溶度积常数(Ksp)

①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含等物质的量浓度 Fe2+、ZN2+ 、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是_____________。

②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4 左右，加入H2O2的目的是__________，加入 H2O2后发生反应的离子方程式为__________。

铝可以从铝土矿中获取，铝土矿是不纯净的铝的氧化物（杂质为Fe2O3和SiO2），它是非再生资源。假如我们对铝的消费保持现有速度，我们能获得生产足够的铝所需的铝土矿仅能维持30年左右。由此看来，保护现有自然资源和对非再生资源的再利用，是值得我们考虑的。但是在废物回收过程中，仍有相当大的难度，其关键的因素主要涉及旧金属的收集与其他废物的分离、回收和提炼金属的费用、金属本身的价值等（已知1 mol电子电量荷约为105 C）。

（1）试说明回收铝的过程中存在的困难。_____________________

（2）为什么金的回收率比铝的回收率要大得多？_________________

（3）常温下，SiO2同强碱或强酸是很难反应的，现利用盐酸、氢氧化钠溶液、氮气、二氧化碳和水，从铝土矿中提取纯净的Al2O3。试设计一个适用于工业生产上提纯Al2O3的实验方案，用化学方程式表示提纯的过程。_____________________

（4）制取1 mol Al理论上需要多少库仑的电荷量？___________________

（5）假定用6 V的直流电源进行电解，制2.7吨铝需要多少千焦的电能？（请列式并计算）

（6）在1.01×105 Pa，27 ℃时，每生产1 mol Al，理论上在阳极生成O2的体积为多少升？（请列式并计算）

（7）如果每度电的费用为0.60元，试计算生产厂家每生产1吨铝需付出的电费为多少元。（1度电=3 600 kJ）（请列式计算）

铜是一种重要的金属元素，铜元素与银元素同处第IB族，+1价的铜和+1价的银都可形成二配位的络离子，如Ag(NH3)2+、[AgCl2]-等，含铜最丰富的天然资源是黄铜矿(CuFeS2)。

（1）从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜。这种方法的缺点是______________、______________。

（2）现有一种湿法冶炼技术，以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和可用于橡胶硫化的硫单质，原料的综合利用率较高。其主要流程如下

①写出反应Ⅰ中FeCl3与CuFeS2所发生反应的化学方程式：__________________________；

②写出反应Ⅳ中发生反应的离子方程式：____________________________。

③反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧，写出化学方程式：____________________________。

④反应Ⅴ所得溶液A中含有的溶质有____________________________。

（三选一）【化学与技术】

现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类，镉是生产硫酸锌的副产品，属于高毒性金属，试回答下列相关问题。

(1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373～1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为2ZnS+3O22ZnO+ 2SO2；鼓风炉中：2C+O22CO、ZnO+COZn+CO2。用火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3，可用硫酸提取铟，某研究机构对此研究的数据如下。实验中涉及的酸度（每升溶液中含硫酸的质量）与铟的浸出率的关系如图甲；硫酸溶液的体积与固体的体积比对铟浸出率的影响如图乙。

①当酸度为196时，其物质的量浓度为____________。

②从节约原料和浸出率考虑，适宜的酸度和液固比分别为：_________、________

(2)湿法炼锌的主要工艺流程为：

①从保护环境和充分利用原料角度，如何处理或利用烟气：_________________

②除去酸浸出液中的铁，可用H2O2氧化，再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀，写出H2O2氧化

Fe2+的离子方程式：______________

(3)酸浸出液还含有Cd2+，为了防止镉污染并回收镉，根据它们性质的差异，可用氢氧化钠溶液分离，已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性，试写出分离的离子方程式：________________________、_________________。

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

“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS2）氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强；利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石（主要成分Cu2S），然后加入铁屑进一步得到铜，其流程如图

（1）黄铁矿氧化过程的化学反应方程式为____________________。

（2）完成溶解辉铜矿石（Cu2S）和进一步得到铜的离子反应方程式：       

①___Cu2S＋___Fe3＋＋___H2O___Cu2＋＋___Fe2＋＋______＋___SO42-②_____________________。 

（3）工业上以辉铜矿为原料，采取火法熔炼工艺生产铜。该过程中有如下反应：         

2Cu2S(s)+3O2 (g)====2Cu2O(s)+2SO2(g)     △H= m kJ/mol        

2Cu2O(s)+Cu2S (s)===6Cu(s)+SO2(g)      △H= n kJ/mol     

则Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g)    △H=______；该工艺炼铜的副产品SO2用于制硫酸，

SO2转化为SO3的反应为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K=_______

（4）请评价细菌冶金的优点__________________（说一点即可）

金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A（或其合金）作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B（或其合金）的方法。通常是按还原剂来命名。

⑴用铝作还原剂生产金属铬，称为铝热法。化学方程式为________________。铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外，还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀，然后在高温下煅烧，即生成耐热的(TiC)，该反应的化学方程式为________________。

⑵用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒，称为硅热法。化学方程式为________________。硅（特别是硅铁）的价格比铝低，所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行，常加入CaO作溶剂，试分析加入CaO的作用________________________________。

⑶试写出克劳尔法用镁热还原TiCl4生产海绵钛的方程式________________。

从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______________________

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为______________________

（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________________（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成分是_________（填化学式），写出该溶质的一种用途________________

（5）已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数K=5.6×10-12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH=13. 00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=_______________。

由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_________________和②___________________。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在___________。

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为______________________。

（4）镀铝电解池中，金属铝为______极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在，铝电镀的主要电极反应式为___________。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___________________。

由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_________________和②___________________。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在___________。

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为______________________。

（4）镀铝电解池中，金属铝为______极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在，铝电镀的主要电极反应式为___________。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___________________。