- 电解池
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现代社会中铜在不同领域有广泛的应用．某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如图．其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段．
已知：反萃取后的水层2是硫酸铜溶液．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生多步反应，除了发生Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O和Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O反应外，其它反应的离子方程式为______、______．
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐，若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式______．
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式______．
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分的化学式是______．
（5）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料，可采用火法溶炼工艺生产铜，该工艺的中间过程会发生反应：Cu2S+2Cu2O═6Cu+SO2↑．该反应中被氧化的与被还原的元素的质量之比为______．
正确答案
解：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应，即Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O；Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体FeSO4•7H2O，暴露在空气中一段时间后，可被氧气氧化，4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，即4OH--2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--2e-=2H2O+O2↑；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4；
（5）2Cu2O+Cu2S
故答案为：1：12．
解析
解：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应，即Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O；Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体FeSO4•7H2O，暴露在空气中一段时间后，可被氧气氧化，4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，即4OH--2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--2e-=2H2O+O2↑；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4；
（5）2Cu2O+Cu2S
故答案为：1：12．
下列金属的冶炼不适宜用热还原性来冶炼的是（ ）
正确答案
解析
解：铁、铜和铅属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，钠是很活泼金属，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，故选C．
下列四种工业生产，不需用石灰石作为一种原料的是（ ）
正确答案
解析
解：A．从海水中提取镁的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到石灰乳，海水，必需用到石灰石，故A正确；
B．冶炼生铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石，必需用到石灰石，故B正确；
C．制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，必需用到石灰石，故C正确；
D．铝土矿加氢氧化钠时，则得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，滤渣为氧化铁，再加盐酸，除去硅酸根离子，将偏铝酸根离子转化为铝离子，滤液中加氨水，将铝离子转化为氢氧化铝沉淀．加热分解得氧化铝，所以铝土矿中提取铝的原料有盐酸、氢氧化钠，氨水、无需石灰石，故D错误；
故选D．
下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）
A2NaCl（熔融） 
BMgO+H2 
CFe2O3+3CO
D2HgO 
正确答案
解析
解：A、金属钠是活泼金属，采用电解法来冶炼，故A正确；
B、金属镁是活泼金属，采用电解法来冶炼，故B错误；
C、金属铁采用还原法来冶炼，故C正确；
D、金属Hg用热分解法来冶炼，故D正确．
故选B．
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______；
（5）K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是______．
正确答案
解：（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等高熔点金属可利用利用铝热反应产生的高温来冶炼，故答案为：③；
（5）K、Rb、Cs、Ti等金属通常采用以活泼金属Na、Mg等还原方法冶炼，故答案为：②
解析
解：（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等高熔点金属可利用利用铝热反应产生的高温来冶炼，故答案为：③；
（5）K、Rb、Cs、Ti等金属通常采用以活泼金属Na、Mg等还原方法冶炼，故答案为：②
MnO2和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn的基本步骤为：
下列说法不正确的是（ ）
（1）软锰矿、闪锌矿与硫酸共热：MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O
（2）除去反应混合物中的不溶物
（3）电解混合液MnSO4+ZnSO4+2H2
正确答案
解析
解：A．MnO2中Mn元素的化合价降低，H2SO4中各元素的化合价不变，则步骤（1）中MnO2是氧化剂，H2SO4是反应物，故A选；
B．反应中S元素由-2价升高为0，则每析出12.8gS沉淀共转移
C．电解时Mn元素的化合价升高，发生氧化反应，阳极发生氧化反应，则步骤（3）中电解时MnO2在阳极处产生，故C不选；
D．由（1）、（3）可知，硫酸既参加反应，又从反应中生成，所以硫酸在生产中可循环使用，故D不选；
故选A．
下列有关金属的工业制法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．黄铜矿（主要成分为CuFeS2）经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解得到99.9%的铜，故A错误；
B．工业上常用电解熔融氧化铝来制备金属铝：2Al2O3
C．工业上常用电解熔融氯化钠制钠：2NaCl
D．工业上常用用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO+Fe2O3
故选：D；
工业上冶炼金属铁通常采用的方法是（ ）
正确答案
解析
解：根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，较活泼金属用热还原法，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼，铁为较活泼金属，通常采用热还原法冶炼，
故选：B．
（2015秋•张家口月考）工业生产Na，Ca，Mg都用电解熔融的氯化物，但K不能用电解熔融态的方法得到，因金属钾易溶于熔融态的KCl而有危险，很难制得K，且降低电流效率．生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取，有关反应式为：KCl+Na
正确答案
解析
解：A．K的沸点774℃，Na的沸点882.9℃，制取的适宜温度应能使K蒸汽分离出，而钠为液体，所以选择的温度应在774℃～882.9℃之间，所以850℃的选择是基于熔沸点的考虑，故A正确；
B．利用化学平衡移动的原理，抽走K蒸汽，降低了K蒸汽的浓度，有利于反应正向进行，故B正确；
C．该反应符合置换反应的特点，故C正确；
D．在金属活动顺序表中，K排在Na的前面，K的还原性比Na强，上述反应能够发生是因为K的沸点比Na低，故D错误；
故选D．
工业冶炼钨采取的方法是（ ）
正确答案
解析
解：钨的熔点较高，通常是用还原剂（活泼金属）将金属从其化合物中还原出来，所以采取热还原法．
故选B．
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