- 金属的冶炼（湿法）
- 共309题
铝在自然界中主要以铝矾土（Al2O3．xH2O）氧化物的形式存在．镓（Ga）常以极少量分散于铝矿中．铝和镓的性质相似，如氢氧化物都是难溶的两性氢氧化物．工业上提取铝是以铝矾土为原料，用NaOH溶液处理铝矿，生成NaAlO2和NaGaO2；然后通入CO2，得Al（OH）3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）；过滤，将沉淀干燥、灼烧得到Al2O3；最后将Al2O3在一定条件下高温电解，在阴极上得到熔融的金属铝，纯度可达99%左右，放出后铸成铝锭．
（1）写出各步反应的化学方程式：
①______
②______
③______
④______
（2）在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al（OH）3沉淀，而没有Ga（OH）3沉淀的原因可能是
______．
正确答案
解：（1）①氧化铝和氧化镓都可以和氢氧化钠之间发生反应，其反应原理为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 和Ga2O3+2NaOH═2NaGaO2+H2O，
故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 和Ga2O3+2NaOH═2NaGaO2+H2O；
②向偏铝酸钠中通入二氧化碳会发生反应生成氢氧化铝和碳酸钠，即2NaAlO2+CO2+2H2O═2Al（OH）3↓+Na2CO3，
故答案为：2NaAlO2+CO2+2H2O═2Al（OH）3↓+Na2CO3；
③氢氧化铝受热易分解：2Al（OH）3
④电解熔融的氧化铝可以获得金属铝合氧气，即2Al2O3
（2）化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al（OH）3沉淀，而没有Ga（OH）3沉淀，可能是镓酸酸性强于碳酸，故答案为：镓酸酸性强于碳酸．
解析
解：（1）①氧化铝和氧化镓都可以和氢氧化钠之间发生反应，其反应原理为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 和Ga2O3+2NaOH═2NaGaO2+H2O，
故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 和Ga2O3+2NaOH═2NaGaO2+H2O；
②向偏铝酸钠中通入二氧化碳会发生反应生成氢氧化铝和碳酸钠，即2NaAlO2+CO2+2H2O═2Al（OH）3↓+Na2CO3，
故答案为：2NaAlO2+CO2+2H2O═2Al（OH）3↓+Na2CO3；
③氢氧化铝受热易分解：2Al（OH）3
④电解熔融的氧化铝可以获得金属铝合氧气，即2Al2O3
（2）化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al（OH）3沉淀，而没有Ga（OH）3沉淀，可能是镓酸酸性强于碳酸，故答案为：镓酸酸性强于碳酸．
（2015秋•张家口月考）下列金属中，既可用热分解方法又可用电解法制备的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Fe属于较活泼的金属，通常用热还原法制得，也可用电解法电解粗铁制得，不可用热分解方法制得，故A错误；
B．Cu属于较活泼的金属，通常用热还原法制得，也可用电解粗铜的方法冶炼，不可用热分解方法制得，故B错误；
C．Al属于活泼的金属，一般用电解熔融的三氧化二铝制得，不可用热分解方法制得，故C错误；
，故A错误；
D．Ag属于不活泼的金属，加热分解氧化银的方法制得，也可用电解粗银的方法冶炼，粗银作阳极，纯银作阴极，故D正确；
故选D．
（2015•佛山一模）下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是（ ）
正确答案
解析
解：A、活泼金属的冶炼采用电解法，Al是较活泼金属，工业上电解氧化铝来制取金属铝，故A正确；
B、MgO与盐酸反应生成氯化镁和水，Ⅱ描述错误，故B错误；
C、铁粉加入KSCN溶液中不会变红，铁离子加入KSCN溶液中会变红，Ⅰ描述错误，故C错误；
D、升高温度，反应速率加快，金属和酸置换氢气的反应是放热反应，Ⅱ描述错误，故D错误；
故选A．
下列金属中，直接用加热分解的方法从化合物中还原出来的是（ ）
正确答案
解析
解：A．银为不活泼金属，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，2Ag2O 
B．Al属于活泼金属，通常采用电解氧化铝可以制的金属铝，2Al2O3
C．Cu属于较不活泼的金属，可用H2或CO把它们从其对应的化合物中还原出来，不能直接用加热分解的方法获得，故C错误；
D．金属钠是活泼金属，采用电解法来冶炼，2NaCl（熔融）
故选A．
钛是一种重要的金属，工业上用钛铁矿（FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制钛白粉（TiO2），TiO2常通过两种方法还原可制得Ti．
其中，2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O．回答下列问题．
（1）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，该过程中发生反应的化学方程式有：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O和______．
（2）滤液①中的溶质主要是FeSO4，检验其中Fe2+的方法是：
______．
（3）从TiOSO4→H2TiO3需要加热，则加热的目的是______．
（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池．其阴极反应的电极反应式为______．
（5）因为TiO2 （s）+2Cl2 （g）
2C（s）+O2（g）=2CO （g）；△H=-221kJ/mol．
TiO2（s）+2C （s）+2Cl2 （g） 
（6）从化学平衡的角度解释：往TiO2和Cl2反应体系中加入碳后，能使反应TiO2 （s）+2Cl2 （g）
正确答案
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2 +H2O
取少许滤液①于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，然后滴入几滴氯水，溶液变为红色，说明其中含有Fe2+
促进TiOSO4的水解
TiO2 +4e-=Ti+2O2-
-70 kJ/mol
碳单质与氧气反应减小产物浓度，导致平衡向正反应方向移动，使反应顺利进行
解析
解：（1）钛铁矿含FeO、Al2O3、SiO2等杂质，能与碱反应物质除了SiO2还有Al2O3，故答案为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O．
（2）因滤液①中的溶质主要是FeSO4，所一先加几滴KSCN溶液，再加几滴氯水，观察溶液是否变为红色，故答案为：取少许滤液①于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无明显现象，然后滴入几滴氯水，溶液变为红色，说明其中含有Fe2+．
（3）因加热能够促进水解的进行，故答案为：促进TiOSO4的水解．
（4）因TiO2作阴极，得到电子，被还原，得到单质Ti，故答案为：TiO2 +4e-=Ti+2O2-． （5）因热化学方程式遵循盖斯定律，第一个式子加上第二的式子得到第三个式子，故答案为：-70 kJ/mol
（6）因减少生成物的浓度，平衡正向移动，故答案为：碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动，导致反应顺利进行．
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