- 电解池
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锂常用来制造高能量电池.已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是( )
正确答案
解析
解:常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等,活泼金属Na、Mg、Al等用电解法冶炼,锂的金属性介于钠和镁之间,应用电解法冶炼.
故选B.
金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.工业上用电解氯化镁的方法生产金属镁,MgCl2Mg+Cl2↑.氯化铝为共价化合物,工业上电解熔融的氧化铝制铝,反应的化学方程式为:2Al2O3
4Al+3O2↑,故A错误;
B.合金的性质与组分金属的化学性质相同,但物理性质不同,故B正确;
C.金属阳离子得到电子被还原生成金属单质,为金属冶炼的本质,故C正确;
D.活泼金属对应的阳离子难以得到电子,难以冶炼,故D正确;
故选A.
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______.
正确答案
解:(1)离子浓度越大其熔融盐的导电性越强,所以以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg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:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性,
故答案为:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性;
(2)根据氯化钠的晶胞结构知,氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上,根据图象知,⑧应该为黑色,
故答案为:⑧应为黑色;
(3)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量,所以焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,
故答案为:电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;
(4)离子晶体的熔点较高,分子晶体的熔点较低,NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高,又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF,
故答案为:离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比;
(5)①σ键能旋转,π键不能旋转,a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σ键的特性,故答案为:σ键;
②根据图片知,a中微粒间的相互作用还有氢键,b中微粒间的相互作用还有配位共价键,
故答案为:氢键;配位键.
解析
解:(1)离子浓度越大其熔融盐的导电性越强,所以以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg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:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性,
故答案为:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性;
(2)根据氯化钠的晶胞结构知,氧化镁中镁原子和镁原子处于小正方形的对角线上,根据图象知,⑧应该为黑色,
故答案为:⑧应为黑色;
(3)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量,所以焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,
故答案为:电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;
(4)离子晶体的熔点较高,分子晶体的熔点较低,NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高,又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF,
故答案为:离子晶体氟化物的熔点较高,分子晶体氟化物的熔点较低,离子晶体的熔点与离子半径成反比、与离子所带电荷成正比;
(5)①σ键能旋转,π键不能旋转,a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σ键的特性,故答案为:σ键;
②根据图片知,a中微粒间的相互作用还有氢键,b中微粒间的相互作用还有配位共价键,
故答案为:氢键;配位键.
下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.高温加热碳和氧化镁的混合物时,生成的二氧化碳或一氧化碳能不断脱离反应体系,促使反应不断进行,因此碳可以置换出镁,故A正确;
B.工业上用一氧化碳还原氧化铁,所以不是置换反应,故B错误;
C.溴离子失电子发生氧化反应而生成溴单质,所以发生了氧化还原反应,故C错误;
D.从海水中获得淡水是利用蒸馏的方法,用电解的方法使水发生分解生成氢气和氧气,得不到淡水,故D错误;
故选A.
工业上用来制取金属镁的方法是( )
正确答案
解析
解:镁化学性质比较活泼,工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁,反应的化学方程式为:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,
故选C.
下列反应能通过置换反应生成铁的是( )
(1)Zn+FeCl2(溶液) (2)Na+FeSO4(溶液) (3)Fe2O3+CO(高温) (4)Fe3O4+H2(加热) (5)Al+Fe2O3(引燃)
正确答案
解析
解:(1)金属Zn活动性比Fe强,Zn+FeCl2(溶液)=ZnCl2+Fe,能通过置换反应生成铁;
(2)Na+FeSO4(溶液),首先2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,然后FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4无铁生成;
(3)Fe2O3+CO(高温)Fe元素化合价由+3价变为0价、C元素化合价由+2价变为+4价,反应为:Fe2O3+3CO2Fe+2CO2,能通过置换反应生成铁;
(4)Fe3O4+H2(加热),氢气具有还原性,能还原氧化铁3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑能通过置换反应生成铁;
(5)Al+Fe2O3(引燃)该反应中Al元素化合价由0价变为+3价,Fe元素化合价由+3价变为0价,Al是还原剂,氧化铁是氧化剂,Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,能通过置换反应生成铁;
故选A.
合理、高效利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼.
(1)以HgO为原料冶炼Hg,冶炼方法是______.
(2)铝热法是冶炼金属的方法之一,写出铝热法炼铁(Fe2O3)的化学方程式:______.引发铝热反应的实验操作是:______.
(3)某些金属氧化物粉末和铝粉在一定条件下可以发生铝热反应.下列反应速率(υ)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是:______(填字母).
正确答案
解:(1)因Hg是不活泼金属,故用加热HgO分解得到Hg;
(2)根据铝热法冶炼金属的原理:金属氧化物与铝反应得到金属和氧化铝,所以铝和Fe2O3反应的化学方程式为:
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,引发铝热反应的操作为加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃.
(3)因通过加热引发铝热反应,所以开始速率为O,一旦反应,反应放热,温度升高,化学反应速率增大.
故答案为:(1)加热分解法;
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe; 加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃;
(3)b;
解析
解:(1)因Hg是不活泼金属,故用加热HgO分解得到Hg;
(2)根据铝热法冶炼金属的原理:金属氧化物与铝反应得到金属和氧化铝,所以铝和Fe2O3反应的化学方程式为:
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,引发铝热反应的操作为加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃.
(3)因通过加热引发铝热反应,所以开始速率为O,一旦反应,反应放热,温度升高,化学反应速率增大.
故答案为:(1)加热分解法;
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe; 加少量KClO3,插上Mg条并将其点燃;
(3)b;
下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的为( )
正确答案
解析
解:A.Ca、Mg为活泼金属,应用电解氯化物的电解法冶炼,故A错误;
B.Fe用CO还原法冶炼,Al应用电解法冶炼,通常用电解氧化铝制金属铝,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.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、工业上用一氧化碳还原氧化铁冶炼Fe,属于热还原方法,故A正确;
B、海水淡化的主要方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,故B正确;
C、煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热,生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质,可以得到甲烷、煤焦油中含有苯和氨等重要化工原料,故C正确;
D、单质硅可用于制作太阳能电池的原料,属于半导体材料,二氧化硅不可以做半导体材料,可以做光导纤维材料,故D错误.
故选D.
下列化工生产原理正确的是( )
正确答案
解析
解:活泼金属采用电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼,如Na、Mg用电解其熔融盐的方法冶炼,铝采用电解氧化铝的方法冶炼,不活泼金属可以采用热分解方法冶炼.
A.钠是活泼金属,工业上采用电解法冶炼,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,故A正确;
B.将钠加入到氯化镁溶液中,钠先和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再和氯化镁发生复分解所以生成氢氧化镁、氯化钠,所以得不到镁,钠、镁都是活泼金属,工业上采用电解其熔融盐的方法冶炼,故B错误;
C.电解氯化铝溶液,2AlCl3+6H2O 2Al(OH)3↓+3Cl2↑+3H2↑,无法制取金属铝,铝是活泼金属,通常采用电解氧化铝的方法冶炼铝,故C错误;
D.工业炼铁在高炉中进行,主要原料有:铁矿石、焦炭和石灰石,焦炭在过量空气中C+O2CO2生成二氧化碳,同时放出大量热,二氧化碳又在焦炭的作用下生成一氧化碳C+CO2
2CO该反应吸热,一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2,该反应为放热,从而制得铁,故D错误;
故选A.
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