- 化学与材料的发展
- 共3104题
从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的通常有两种工艺．因向铝土矿中加入NaOH时形成的赤泥（残渣）中常含有铝硅酸钠，故流程乙常处理SiO2含量小于8%的铝土矿，若SiO2含量较高则可采用流程甲来处理．
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）流程甲滤液D中通入过量CO2的化学方程式为______．
（4）“通入过量CO2”能否改用盐酸______，原因是______．
（5）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______．
正确答案
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
不能
Al（OH）3沉淀会溶于过量的盐酸中
NaHCO3
制纯碱或做发酵粉等
解析
解：（1）流程甲加入盐酸后，铝土矿中的Al2O3、Fe2O3、MgO能和盐酸反应，氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，生成Al3+的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）流程乙加入氢氧化钠后，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，SiO2和氢氧化钠反应生成硅酸钠盐和水，离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）流程甲加入盐酸后，铝土矿中的Al2O3、Fe2O3、MgO能和盐酸反应，所得的滤液B有氯化铝、氯化铁、氯化镁以及过量的盐酸，向其中加过量的烧碱，所得滤液D的主要成分为偏铝酸钠，通入过量CO2的化学方程式为NaA1O2+CO2+H2O=A1（OH）3↓+NaHCO3，故答案为：NaA1O2+CO2+2H2O=A1（OH）3↓+NaHCO3；
（4）偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝、氯化钠和水，不会获得氢氧化铝，故答案为：不能；A1（OH）3沉淀会溶于过量的盐酸中；
（5）滤液Y和D的成分主要是偏铝酸钠，向其中通入过量CO2的化学方程式为NaA1O2+CO2+H2O=A1（OH）3↓+NaHCO3，NaHCO3是滤液E、K中溶质的主要成分，可以制纯碱或做发酵粉等，故答案为：NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等．
从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为______．
（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中溶质的主要成份是______（填化学式），写出该溶液的一种用途______
（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数KSP=5.6×10-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=______．
正确答案
解析
解：（1）流程甲加入盐酸，反应生成铝离子的物质为铝土矿中的氧化铝，反应的化学方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，故答案为：（1）Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；
（2）流程乙加入过量的氢氧化钠，与氧化铝反应生成偏铝酸钠，与二氧化硅反应生成硅酸钠，生成SiO32-的离子方程式为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（3）流程甲加入HCl，生成FeCl3、MgCl2、AlCl3，要检验滤液B中含有Fe3+，方法很多，如可加入KSCN溶液为血红色，与苯酚显紫色，与碱反应生成Fe（OH）3红褐色沉淀，都能证明滤液B中含有Fe3+，故答案为：KSCN（或苯酚溶液、NaOH溶液等合理答案）；
（4）滤液B中加入过量NaOH，生成Fe（OH）3沉淀、Mg（OH）2沉淀和NaAlO2；过滤，滤液D中含有NaAlO2、NaCl和过量的NaOH，向滤液D中通入过量CO2，NaAlO2和CO2反应生成氢氧化铝沉淀，NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液E中溶质的主要成分为NaHCO3；滤液Y中通入过量CO2，硅酸钠反应生成硅酸，NaAlO2生成氢氧化铝，过量的NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液K中溶质的主要成分为NaHCO3；故应填NaHCO3；NaHCO3的用途很多，如制纯碱或做发酵粉等；故答案为：NaHCO3；制纯碱（或做发酵粉）；
（5）已知滤液B中加入一定量的NaOH达到沉淀溶液平衡时pH=13.00，则c（H+）=1×10-13mol/L，c（OH-）=
Mg（OH）2的容度积常数KSP=c（Mg2+）•c2（OH-）=5.6×10-12，c（Mg2+）=
故答案为：5.6×10-10mol/L．
将4种金属分别加入到4支装有稀盐酸的试管中，记录的现象如下表所示，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在金属活动顺序表中，金属铜排在H的后边，不和盐酸反应，没有气泡产生，故A错误；
B、在金属活动顺序表中，金属铁排在H的前边，和盐酸反应，有气泡产生，故B正确；
C、在金属活动顺序表中，金属铝排在H的前边，和盐酸反应，有气泡产生，故C错误；
D、在金属活动顺序表中，金属镁排在H的前边，和盐酸反应，有气泡产生，故D错误；
故选B．
（化学-化学与技术）
金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3
请回答下列问题：
（1）冰晶石（Na3AIF6）的作用是______．
（2）电解生成的金属铝是在熔融液的______（填“上层”或“下层”）．
（3）阴极和阳极均由______材料做成；电解时所消耗的电极是______（填“阳极”或“阴极”）．
（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要．在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成______（填代号）．
a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝．
正确答案
解：（1）工业上采用电解Al2O3来制取Al，因Al2O3的熔点较高，为节约能源，因此常采用冰晶石做助熔剂来降低Al2O3的熔点；
（2）铝液、电解质（氟化铝氧化铝等混合物）都是在融熔状态下，也就是液态，铝液密度较大，所以在下层，且新铝是在下部阴极生成．我们出的铝液都是要把管伸入下部才能把铝液吸出来的；
（3）电解的阴极、阳极材料均由石墨材料做，因阳极上O2-失电子发生氧化反应生成O2，阳极材料与该极上生成的O2反应被消耗；
（4）电解产生的铝要尽量以单质形式存在，并且铝和氧气能生成一层致密的氧化物薄膜，保护内部铝继续被氧化，所以将回收铝做成铝锭最好．
故答案为：（1）降低Al2O3的熔化温度；（2）下层；（3）碳棒（或石墨）；阳极；（4）c．
解析
解：（1）工业上采用电解Al2O3来制取Al，因Al2O3的熔点较高，为节约能源，因此常采用冰晶石做助熔剂来降低Al2O3的熔点；
（2）铝液、电解质（氟化铝氧化铝等混合物）都是在融熔状态下，也就是液态，铝液密度较大，所以在下层，且新铝是在下部阴极生成．我们出的铝液都是要把管伸入下部才能把铝液吸出来的；
（3）电解的阴极、阳极材料均由石墨材料做，因阳极上O2-失电子发生氧化反应生成O2，阳极材料与该极上生成的O2反应被消耗；
（4）电解产生的铝要尽量以单质形式存在，并且铝和氧气能生成一层致密的氧化物薄膜，保护内部铝继续被氧化，所以将回收铝做成铝锭最好．
故答案为：（1）降低Al2O3的熔化温度；（2）下层；（3）碳棒（或石墨）；阳极；（4）c．
工业上用铝土矿（主要成份是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2）提取氧化铝冶炼铝的原料（纯净的Al2O3），提取操作过程如下：
请回答下列问题：
（1）请写主要成份的化学式：滤渣A______，滤液丙中的溶质是NaCl和______．
（2）反应②中Al3+反应的离子方程式为______；反应③的离子方程式为______；反应④的化学方程式为______．
正确答案
解：（1）铝土矿的成分中，氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐，只有二氧化硅和盐酸不反应，偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠，
故答案为：SiO2；NaHCO3；
（2）氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐，所以滤液甲的成分是氯化铝和氯化铁，铝离子和过量的氢氧根反应为：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；所以滤液乙的成分是偏铝酸钠，向其中通入过量的二氧化碳，反应为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；氢氧化铝受热易分解，即2Al（OH）3
故答案为：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；2Al（OH）3
解析
解：（1）铝土矿的成分中，氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐，只有二氧化硅和盐酸不反应，偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠，
故答案为：SiO2；NaHCO3；
（2）氧化铁和氧化铝均能和盐酸反应得到对应的盐，所以滤液甲的成分是氯化铝和氯化铁，铝离子和过量的氢氧根反应为：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；所以滤液乙的成分是偏铝酸钠，向其中通入过量的二氧化碳，反应为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；氢氧化铝受热易分解，即2Al（OH）3
故答案为：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；2Al（OH）3
工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：
请回答下列问题：
（1）沉淀C的化学式为______，该物质用途除了用于金属冶炼以外，还可用作______．
（2）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有______（填化学式）．用此法制取铝的副产品是______（填化学式）．
（3）操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是______（填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）3沉淀应该在______装置中进行，洗涤方法是______．
（4）电解熔融的氧化铝时，若得到标准状况下22.4L O2，则同时生成铝的质量为______．
（5）写出Na2CO3溶液与CaO反应的离子方程式：______．
正确答案
解：（1）水蒸汽流作用下加入氢氧化钠处理铝土矿，氧化铝能和氢氧化钠反应，三氧化二铁不能所得沉淀是不溶性的
Fe2O3，俗称铁红，除了用于金属冶炼以外，还可用作顔料，故答案为：Fe2O3；顔料；
（2）对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液B，二者均可以循环使用，该方案中的沉淀C氧化铁和电解铝生成的氧气是副产物，故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（3）实现固体和液体的分离采用过滤法，实验室要洗涤Al（OH）3沉淀是在过滤的一起种进行的，具体操作为：漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；过滤；向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（4）电解熔融氧化铝的原理方程式为：2Al2O3
（5）Na2CO3溶液与CaO反应的实质是CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-，故答案为：CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-．
解析
解：（1）水蒸汽流作用下加入氢氧化钠处理铝土矿，氧化铝能和氢氧化钠反应，三氧化二铁不能所得沉淀是不溶性的
Fe2O3，俗称铁红，除了用于金属冶炼以外，还可用作顔料，故答案为：Fe2O3；顔料；
（2）对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液B，二者均可以循环使用，该方案中的沉淀C氧化铁和电解铝生成的氧气是副产物，故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（3）实现固体和液体的分离采用过滤法，实验室要洗涤Al（OH）3沉淀是在过滤的一起种进行的，具体操作为：漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；过滤；向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次；
（4）电解熔融氧化铝的原理方程式为：2Al2O3
（5）Na2CO3溶液与CaO反应的实质是CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-，故答案为：CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-．
铝是国民经济发展的重要材料，铝在地壳中的含量约占8%，目前我国铝消费量超过430万吨，在众多的金属中仅次于铁．请回答下问题：
（I ）实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝，有以下3种方案：
方案1：Al
方案2：Al
方案3：
制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案______．
（II）工业上冶炼铝的流程图如图所示：
在制取氧化铝的过程中，分析铝土矿和赤泥中所含Al2O3、Fe203质量分数的数据如下：
（1）书写化学方程式，反应①______，反应②______
（2）电解氧化铝生产铝时，阳极的电极反应式为______．
（3）假设其它杂质不参加反应，则每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿______t．
正确答案
解：（Ⅰ）根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出：Al～3H+～Al3+～Al（OH）3，
Al～OH-～[Al（OH）4]-，Al3++3[Al（OH）4]-=4Al（OH）3↓，所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3，故答案为：3；
（Ⅱ）（1）向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al（OH）3↓，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，
故答案为：2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al（OH）3↓；Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
（2）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O2-发生失电子的氧化反应：2O2--4e-=O2↑，
故答案为：2O2--4e-=O2↑；
（3）根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%，所以每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿的质量：
故答案为：6.18．
解析
解：（Ⅰ）根据金属铝和酸以及和碱发生反应的化学方程式可以得出：Al～3H+～Al3+～Al（OH）3，
Al～OH-～[Al（OH）4]-，Al3++3[Al（OH）4]-=4Al（OH）3↓，所以制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的是方案3，故答案为：3；
（Ⅱ）（1）向偏铝酸钠中通入二氧化碳反应会生成氢氧化铝沉淀，即2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al（OH）3↓，碳酸钠可以和氢氧化钙发生复分解反应Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，
故答案为：2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al（OH）3↓；Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH；
（2）电解池中，阳极是惰性电极时，该极上是阴离子O2-发生失电子的氧化反应：2O2--4e-=O2↑，
故答案为：2O2--4e-=O2↑；
（3）根据铝土矿中氧化铝的质量分数为55%，所以每生产3.4t纯净的氧化铝，需铝土矿的质量：
故答案为：6.18．
从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为______．
（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中溶质的主要成份是______（填化学式），写出该溶液的一种用途______
（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数KSP=5.6×10-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=______．
正确答案
解：（1）流程甲加入盐酸，反应生成铝离子的物质为铝土矿中的氧化铝，反应的化学方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，故答案为：（1）Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；
（2）流程乙加入过量的氢氧化钠，与氧化铝反应生成偏铝酸钠，与二氧化硅反应生成硅酸钠，生成SiO32-的离子方程式为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（3）流程甲加入HCl，生成FeCl3、MgCl2、AlCl3，要检验滤液B中含有Fe3+，方法很多，如可加入KSCN溶液为血红色，与苯酚显紫色，与碱反应生成Fe（OH）3红褐色沉淀，都能证明滤液B中含有Fe3+，故答案为：KSCN（或苯酚溶液、NaOH溶液等合理答案）；
（4）滤液B中加入过量NaOH，生成Fe（OH）3沉淀、Mg（OH）2沉淀和NaAlO2；过滤，滤液D中含有NaAlO2、NaCl和过量的NaOH，向滤液D中通入过量CO2，NaAlO2和CO2反应生成氢氧化铝沉淀，NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液E中溶质的主要成分为NaHCO3；滤液Y中通入过量CO2，硅酸钠反应生成硅酸，NaAlO2生成氢氧化铝，过量的NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液K中溶质的主要成分为NaHCO3；故应填NaHCO3；NaHCO3的用途很多，如制纯碱或做发酵粉等；故答案为：NaHCO3；制纯碱（或做发酵粉）；
（5）已知滤液B中加入一定量的NaOH达到沉淀溶液平衡时pH=13.00，则c（H+）=1×10-13mol/L，c（OH-）=
Mg（OH）2的容度积常数KSP=c（Mg2+）•c2（OH-）=5.6×10-12，c（Mg2+）=
故答案为：5.6×10-10mol/L．
解析
解：（1）流程甲加入盐酸，反应生成铝离子的物质为铝土矿中的氧化铝，反应的化学方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，故答案为：（1）Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；
（2）流程乙加入过量的氢氧化钠，与氧化铝反应生成偏铝酸钠，与二氧化硅反应生成硅酸钠，生成SiO32-的离子方程式为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（3）流程甲加入HCl，生成FeCl3、MgCl2、AlCl3，要检验滤液B中含有Fe3+，方法很多，如可加入KSCN溶液为血红色，与苯酚显紫色，与碱反应生成Fe（OH）3红褐色沉淀，都能证明滤液B中含有Fe3+，故答案为：KSCN（或苯酚溶液、NaOH溶液等合理答案）；
（4）滤液B中加入过量NaOH，生成Fe（OH）3沉淀、Mg（OH）2沉淀和NaAlO2；过滤，滤液D中含有NaAlO2、NaCl和过量的NaOH，向滤液D中通入过量CO2，NaAlO2和CO2反应生成氢氧化铝沉淀，NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液E中溶质的主要成分为NaHCO3；滤液Y中通入过量CO2，硅酸钠反应生成硅酸，NaAlO2生成氢氧化铝，过量的NaOH和过量的CO2反应生成NaHCO3；过滤，滤液K中溶质的主要成分为NaHCO3；故应填NaHCO3；NaHCO3的用途很多，如制纯碱或做发酵粉等；故答案为：NaHCO3；制纯碱（或做发酵粉）；
（5）已知滤液B中加入一定量的NaOH达到沉淀溶液平衡时pH=13.00，则c（H+）=1×10-13mol/L，c（OH-）=
Mg（OH）2的容度积常数KSP=c（Mg2+）•c2（OH-）=5.6×10-12，c（Mg2+）=
故答案为：5.6×10-10mol/L．
材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础．回答下列问题：
（1）下列生产工艺能获取新型无机非金属材料的是______（填序号）．
①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产金刚石
②采用传统方法用焦炭还原SiO2制备单晶硅
③在水泥生产过程中加入高炉矿渣生产特殊用途的水泥
④在玻璃生产过程中加入K、Pb生产其有特殊用途的光学玻璃
（2）某炼铁高炉中一次投入磁铁矿冶炼生铁，若该过程中转移的电子为1.60×105mol，不考虑其他的反应，也不考虑生铁中的杂质，则炼得的生铁为______t．生铁中含碳、硫等元素较多，炼钢是以生铁为原料，除去过多的碳、硫等杂质元素，其中除去硫的化学方程式为______．
（3）工业炼金属Al的工艺流程如下：
该工艺中冰晶石和氟化钙的作用是______，物质W的化学式为______；若铝土矿的纯度为60%，提取W的损失率为3%，电解时损失率为0.1%，粗铝净化时的损失率为2%，铝锭中铝的含量为99.9%，那么1.0t铝土矿可制备铝锭______t．
（4）金属腐蚀带来的损失无法估量．钢铁腐蚀多为吸氧腐蚀，其正极反应式为______，金属防腐措施很多，其中牺牲阳极（金属Zn）的阴极保护法的“阴极”反应式为______．
正确答案
解：（1）A．①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产的金刚石为新型无机非金属材料，故①正确；
②采用传统方法用焦炭还原SiO2制备的单晶硅为新型无机非金属材料，故②正确；
③水泥是传统无机非金属材料，故③错误；
④光学玻璃是传统无机非金属材料，故④错误；
故答案为：①②；
（2）磁性氧化铁化学式为Fe3O4，其中铁元素的平均化合价为+
故答案为：3.36；FeS+CaO
（3）Al2O3属于离子晶体，熔点较高，加入冰晶石和氟化钙，熔融的冰晶石和氟化钙能溶解Al2O3晶体，所以其在电解冶炼铝时被用作助熔剂，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al2O3的熔点，减少熔融电解质的能耗；W是铝土矿中主要成分氧化铝，其化学式为：Al2O3；
设生成的铝锭的质量为x，根据铝元素质量守恒可得：1.0t×60%×
故答案为：降低Al2O3的熔点，减少熔融电解质的能耗；Al2O3；0.3；
（4）吸氧腐蚀中正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；阴极为原电池的负极，锌失去电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；Zn-2e-=Zn2+．
解析
解：（1）A．①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产的金刚石为新型无机非金属材料，故①正确；
②采用传统方法用焦炭还原SiO2制备的单晶硅为新型无机非金属材料，故②正确；
③水泥是传统无机非金属材料，故③错误；
④光学玻璃是传统无机非金属材料，故④错误；
故答案为：①②；
（2）磁性氧化铁化学式为Fe3O4，其中铁元素的平均化合价为+
故答案为：3.36；FeS+CaO
（3）Al2O3属于离子晶体，熔点较高，加入冰晶石和氟化钙，熔融的冰晶石和氟化钙能溶解Al2O3晶体，所以其在电解冶炼铝时被用作助熔剂，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al2O3的熔点，减少熔融电解质的能耗；W是铝土矿中主要成分氧化铝，其化学式为：Al2O3；
设生成的铝锭的质量为x，根据铝元素质量守恒可得：1.0t×60%×
故答案为：降低Al2O3的熔点，减少熔融电解质的能耗；Al2O3；0.3；
（4）吸氧腐蚀中正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；阴极为原电池的负极，锌失去电子生成锌离子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；Zn-2e-=Zn2+．
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，铝电极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______．
正确答案
解：（1）氧化铁和二氧化硅分别与铝发生的是置换反应（单质和化合物发生反应生成新单质和化合物的反应），即2Al+Fe2O3
（2）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分除Cl2外还含有H2、HCl、AlCl3，故答案为：H2、HCl、AlCl3；NaCl；
（3）A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O；
（4）电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应，Al+Al2Cl7--3e-=4AlCl4-，故答案为：阳极；Al+Al2Cl7--3e-=4AlCl4-；
（5）铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生，故答案为：致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生．
解析
解：（1）氧化铁和二氧化硅分别与铝发生的是置换反应（单质和化合物发生反应生成新单质和化合物的反应），即2Al+Fe2O3
（2）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分除Cl2外还含有H2、HCl、AlCl3，故答案为：H2、HCl、AlCl3；NaCl；
（3）A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O；
（4）电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应，Al+Al2Cl7--3e-=4AlCl4-，故答案为：阳极；Al+Al2Cl7--3e-=4AlCl4-；
（5）铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生，故答案为：致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生．
把甲、乙、丙、丁四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若甲、乙相连，甲为负极；丙、丁相连，丁上有气泡逸出；甲、丙相连，甲上发生氧化反应；乙、丁相连，乙是电子流入的一极．则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（ ）
正确答案
解析
解：原电池中，负极材料为较为活泼的金属，若甲、乙相连，甲为负极，所以甲的活泼性大于乙的活泼性；
丙、丁相连，丁上有气泡逸出，氢离子的正极上得电子发生还原反应生成氢气，所以丙的活泼性大于丁的活泼性；
甲、丙相连，甲上发生氧化反应，负极材料为较为活泼的金属，发生氧化反应，所以甲的活泼性大于丙的活泼性；
乙、丁相连，乙是电子流入的一极，电子从负极沿导线流向正极，所以丁的活泼性大于乙的活泼性；
所以则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为甲＞丙＞丁＞乙．
故选C．
有X、Y、Z三种金属，把Y投入XCl2溶液中一段时间后，溶液质量增大，把Z投入YSO4溶液中一段时间后，溶液的质量减小，则这三种金属的还原性由强到弱的顺序正确的是（ ）
正确答案
解析
解：在金属活动性顺序表中，较活泼金属能置换出较不活泼金属，把Y投入XCl2溶液中一段时间后，溶液质量增大，说明二者发生置换反应，则Y的金属还原性大于X；
把Z投入YSO4溶液中一段时间后，溶液的质量减小，说明二者发生置换反应，则Z的还原性大于Y，
通过以上分析知，金属还原性强弱顺序是Z＞Y＞X，
故选C．
有甲、乙、丙、丁四种金属，将它们分别投入到相同的稀盐酸中，只有丙、丁的表面有气泡产生，且丙产生的气泡比丁快；再将乙投入到甲的盐酸液中，乙的表面有甲析出．则四种金属的活动性顺序正确的是（ ）
正确答案
解析
解：由题意可知：将这四种金属分别投入相同浓度的盐酸中，只有丙、丁的表面有气泡产生，且丙产生的气泡比丁快，说明丙和丁排在氢前，且丙在丁的前面，甲、乙排在氢后．将乙投入甲的盐酸液中，乙的表面有甲析出，说明乙在甲的前面．所以，四种金属的活动性顺序为：丙＞丁＞乙＞甲．故选项为：B．
A、B、C都是金属，A中混有C时，A先腐蚀；A与B组成原电池时，A为电池的正极，则A、B、C三种金属的活动性顺序为（ ）
正确答案
解析
解：A中混有C时，A先腐蚀，说明A活泼，
A与B组成原电池时，A为电池的正极，B为负极，较活泼，
则活泼性B＞A＞C，
故选C．
把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d为正极；a、c相连时，c上有气泡放出；b、d相连时，电子沿导线由d极流向b极．则这四种金属活动性顺序由大到小为（ ）
正确答案
解析
解：若a、b相连时，a为负极，根据原电池的工作原理，金属活泼性强的作原电池的负极，故金属的活动性顺序a＞b；
c、d相连，d为正极，所以金属的活动性顺序c＞d；
a、c相连，c上有气泡放出，氢离子的正极上得电子发生还原反应生成氢气，则a为原电池的负极，所以金属的活动性顺序a＞c；
b、d相连时，电子由d经导线流b，电子的流向与电流的流向相反，由负极流向正极，所以d是负极，b是正极，所以金属的活动性顺序d＞b；
则金属活动性顺序为：a＞c＞d＞b，
故选B．
扫码查看完整答案与解析