- 化学与自然资源的开发利用
- 共8899题
金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应．
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______
a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3
（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2═4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是______，当1mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为______mol．向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是______
（3）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为______
（4）某化学小组在实验中用浓硝酸和铜反应制取二氧化氮并探究二氧化氮是否能支持木炭的燃烧，其实验装置图如下：
①按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→______→______→______→______→f．
②已知二氧化氮和碳反应生成两种物质的量比为1：1的有毒气体，则该反应的化学方程式为：______．
正确答案
bd
Cu2S
4
氢气
做电解质溶液，形成原电池
d
e
c
b
NO2+C
解析
解：（1）a．Fe用热还原法冶炼，故a不选；
b．Na的性质很活泼，用电解其氯化物的方法冶炼，故b选；
c．Cu用热还原法冶炼，故c不选；
d．Al的性质很活泼，用电解其氧化物的方法冶炼，故d选；
故答案为：bd；
（2）Cu2S中Cu、S元素化合价都生成升高，故Cu2S是还原剂；反应中只有氧气中O元素化合价降低，故1mol氧气反应转移电子为1mol×4=4mol；硫酸铜溶液中铜离子水解，溶液呈酸性，CuSO4溶液中加入镁条生成的气体为氢气，
故答案为：Cu2S；4；氢气；
（3）该装置构成原电池，氯化钠溶液作电解质溶液，促进溶液的导电能力，
故答案为：做电解质溶液，形成原电池；
（4）①本实验目的是制取二氧化氮并探究二氧化氮是否能支持木炭的燃烧，二氧化氮是否支持燃烧的实验要求气体必须是干燥的，所以用装置C干燥二氧化氮气体；二氧化氮是有毒的气体，所以装置D用来吸收尾气，所以仪器连接顺序为：制取装置a、干燥装置C、二氧化氮与C反应装置B及吸收尾气装置D，仪器连接顺序为：a→d→e→c→b，
故答案为：d；e；c；b；
②生成的物质的量比为1：1有毒气体是一氧化氮和一氧化碳，反应的化学方程式为：NO2+C
故答案为：NO2+C
铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用．
（1）铜可采用如下方法制备：火法炼铜：Cu2S+O2 
上述两种方法中，铜元素均被______ （填“氧化”还是“还原”）成铜单质．
（2）印刷电路板上使用的铜需要回收利用．用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2•2H2O，实验室模拟回收过程如图：
①步骤1中反应的离子方程式是______．
②步骤2所加的氧化剂最适宜的是______．
A．HNO3 B．H2O2 C．KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到5，此时Fe3+浓度为______．[Ksp（Fe（OH）3）=4×10-38]，可选用的“试剂1”是______（写出一种即可）．
④蒸发浓缩CuCl2溶液时，要滴加浓盐酸，目的是______ （用化学方程式并结合简要的文字说明），再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl2•2H2O．
（3）欲实现反应Cu+H2SO4（aq）═CuSO4+H2↑，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料（填“Cu”或“C”）．并写出电极反应式．
正确答案
解：（1）在火法炼铜：Cu2S+O2
故答案为：还原；
（2）①步骤1中Cu元素由0升高到+2价，Fe元素由+3价降低为+2价，化学反应为Cu+2FeCl3═2CuCl2+FeCl2，离子反应为Cu+2Fe3+═2Cu2++Fe2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二价铁离子变成三价铁离子，但HNO3和KMnO4会引入新的杂质，
故答案为：B；
③根据溶液的pH升高到5时，H+浓度为 10-5mol/L，则OH-浓度为 10-9mol/L，根据Ksp（Fe（OH）3）=[Fe3+][OH-]3=4×10-38，得[Fe3+]=4×10-11mol/L；
pH升高，溶液的酸性减弱，加入的物质能与酸反应，同时不能引入新杂质，可向溶液中加入CuO或Cu（OH）2，
故答案为：4×10-11 mol/L；CuO[或Cu（OH）2]；
④CuCl2为强酸弱碱盐水解溶液呈酸性，溶液中水解反应为，CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制水解；
故答案为：CuCl2在溶液中可以发生水解反应：CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制水解；
（3）Cu和H2SO4之间的反应是非自发的，需要电解池实现，金属铜作阳极，阳极：Cu-2e-=Cu2+，电解质为硫酸，阴极是氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑，即
解析
解：（1）在火法炼铜：Cu2S+O2
故答案为：还原；
（2）①步骤1中Cu元素由0升高到+2价，Fe元素由+3价降低为+2价，化学反应为Cu+2FeCl3═2CuCl2+FeCl2，离子反应为Cu+2Fe3+═2Cu2++Fe2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二价铁离子变成三价铁离子，但HNO3和KMnO4会引入新的杂质，
故答案为：B；
③根据溶液的pH升高到5时，H+浓度为 10-5mol/L，则OH-浓度为 10-9mol/L，根据Ksp（Fe（OH）3）=[Fe3+][OH-]3=4×10-38，得[Fe3+]=4×10-11mol/L；
pH升高，溶液的酸性减弱，加入的物质能与酸反应，同时不能引入新杂质，可向溶液中加入CuO或Cu（OH）2，
故答案为：4×10-11 mol/L；CuO[或Cu（OH）2]；
④CuCl2为强酸弱碱盐水解溶液呈酸性，溶液中水解反应为，CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制水解；
故答案为：CuCl2在溶液中可以发生水解反应：CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制水解；
（3）Cu和H2SO4之间的反应是非自发的，需要电解池实现，金属铜作阳极，阳极：Cu-2e-=Cu2+，电解质为硫酸，阴极是氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑，即
下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）
A2NaCl（熔融）
BMgO+H2
CFe3O4+4CO
D2HgO
正确答案
解析
解：A．活泼金属采用电解熔融盐或氧化物的方法冶炼，钠属于活泼金属，工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶炼，故A正确；
B．金属镁是活泼金属，能和热水反应，不能用采用氢气还原法冶炼，通常采用电解法来冶炼MgCl2
C．Fe处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，Fe3O4+4CO
D．不活泼金属可以采用加热分解法冶炼，Hg属于不活泼金属，直接加热氧化汞得到金属汞，故D正确；
故选B．
下列说法中，不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据金属冶炼的含义知道其原理是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来，故A正确；
B、非常活泼的金属采用电解的方法冶炼，铝是活泼金属，所以采用电解法冶炼，所以不需加还原剂，故B错误；
C、金属由化合态变为游离态，化合价一定降低，是被还原，故C正确；
D、金属单质被发现和应用得越早，说明金属的活泼性越弱，越容易被发现和使用，故D正确．
故选B．
海水是应用前景广阔的化工原料资源是名符其实的液体矿藏，可从海水中提取各种化工原料．从海水中提取铀、重水对一个国家来说具有战略意义．
①写出氯化镁的电子式______
②重水的摩尔质量为______
③写出金属镁的工业冶炼方程式______
④海水淡化的常见方法有电渗析法、离子交换法、______．
正确答案
20g/mol
MgCl2（融熔）
蒸馏法
解析
解：①氯化镁阴阳离子间的作用力是离子键，所以氯化镁的电子式为：
故答案为：
②重水的分子式为：D2O[其中D为核素重氢：12H]，重水D2O的摩尔质量以g/mol为单位数值上等于相对分子质量=20g/mol；
故答案为：20g/mol；
③活泼金属利用电解制得，金属镁利用电解熔融氯化镁得到，反应的化学方程式为：MgCl2（融熔）
故答案为：MgCl2（融熔）
④从海水中取淡水，有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法等；
故答案为：蒸馏法；
下列关于钠和铝的工业制法的叙述错误的是 （ ）
正确答案
解析
解：A、活泼金属Na、Al的冶炼采用电解法，故A正确；
B、电解熔融的氯化钠制取金属钠，电解熔融的氧化铝来制取金属铝，原料不都是对应盐酸盐，故B错误；
C、电解熔融的氯化钠制取金属钠，电解熔融的氧化铝来制取金属铝，都是在熔融状态下发生反应，故C正确；
D、电解熔融的氯化钠产物是金属钠和氯气，电解熔融的氧化铝产物是金属铝和氧气，都有非金属单质生成，故D正确，
故选B．
对于铁、铜、金的冶炼，下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、工业上用一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3）来大规模制备生铁，故A错误；
B、金属铜的获得采用还原法：可以用焦炭和氧化铜高温反应制备铜，故B正确；
C、原始的淘金办法就是用大量的水冲洗含金的沙子，冲洗的过程中沙石碰撞颗粒越来越小，含金的沙子在前段富集起来，然后在搜集前段含金量高的沙子，用同样的方法不断的富集．直到含金量达到要求的品位为止，故C正确；
D、工业上由生铁炼钢以及由粗铜（含杂质较多的铜）制备纯铜都是进一步除去里面杂质的过程，故D正确．
故选A．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、铝合金的性能好于任何一种纯金属，铝合金的密度小，硬度大，可用作建筑材料，如铝合金门窗等，故A正确；
B、铜、铝、钠可以分别用热还原法、电解法和电解冶炼，故B错误；
C、电解从海水中得到的氯化镁溶液可获得氢氧化镁、氯气和氢气，电解熔融的氯化镁可得到Mg，故C错误；
D、工业上金属铁的冶炼采用热还原法，一氧化碳还原氧化铁即可得到，故D错误．
故选A．
热还原法冶炼金属的反应一定是（ ）
正确答案
解析
解：A．不是所有的热还原法冶炼金属属于置换反应，如一氧化碳还原氧化铁Fe2O3+3CO
B．Hg、Ag等用加热分解氧化物的方法制得，热还原法冶炼金属一定不属于分解反应，因需加还原剂，反应物一定不止一种，故B错误；
C．热还原法冶炼金属，一定属于氧化还原反应，所以一定不属于复分解反应，故C错误；
D．金属化合物中金属表现为正价，金属单质元素表现为0价，所以从金属化合物中还原出金属一定属于氧化还原反应，故D正确；
故选D．
下列化工生产原理错误的是（ ）
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠；
②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；
③用电冶铝时，原料是氯化铝；
④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热．
正确答案
解析
解：①钠是活泼金属，可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠，故正确；
②钠是很活泼金属，将Na加入氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH，NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以得不到Mg单质，可以采用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg，故错误；
③电解冶炼铝时，原料是氧化铝，因为氯化铝是分子晶体，熔融状态下氯化铝不导电，故错误；
④炼铁高炉中所发生的反应有的是放热有的是吸热，有些放热反应在加热条件下发生，故错误；
故选A．
下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为（ ）
正确答案
解析
解：A．镁属于活泼金属，通常用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故A错误；
B．钙属于活泼金属，通常采用电解其熔融盐的方法冶炼钙，故B错误；
C．钠为活泼金属，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C正确；
D．钠的活泼性大于铝，所以不能用铝热反应制取钠，故D错误；
故选C．
下列有关物质的性质或应用的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、钠属于活泼金属，可用电解熔融NaCl的方法获得金属钠，故A错误；
B、FeCl3具有氧化性，金属铜可以和三价铁离子发生反应，可用于工业铜电路板的刻蚀，故B正确；
C、氯气和二氧化硫均是酸性气体，可以和氢氧化钠发生反应，所以均能使NaOH、酚酞混合液褪色，但不是利用漂白性，故C错误；
D、实验室可用浓硫酸与浓盐酸制取少量HCl气体是利用了其吸水性的性质，不是脱水性，故D错误．
故选B．
自然界里常见金属元素存在最多的是铝，其次是铁，铜的含量较少．然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜，含量最多的铝最迟冶炼出来，究其原因，合理的是（ ）
正确答案
解析
解：金属冶炼的难易与金属的活泼性有关，铜不活泼，在加热条件下可用碳置换，使用较早，而铝的性质比较活泼，用一般的还原剂不能将之置换，一般用电解法，使用较晚，与金属化合物的其它性质无关，
故选A．
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．
已知有关物质的熔沸点数据如下表：
请参考表中数据回答问题：
工业上常用电解熔融的MgCl2方法生产金属镁，电解Al2O3和冰晶石的熔融体的方法生产铝，为什么不用电解MgO的方法生产镁？也不用电解氯化铝的方法生产铝？
正确答案
解：由表中数据可推知，MgO、Al2O3、MgCl2均为离子化合物，而AlCl3为共价化合物．因为MgO的熔点高于MgCl2，因此电解熔融MgCl2更经济，而熔融AlCl3中没有离子，不能导电，故只能电解Al2O3．
答：MgO的熔点高于MgCl2，电解熔融MgCl2更经济；熔融AlCl3中没有离子，不能导电，只能电解Al2O3来获取金属铝．
解析
解：由表中数据可推知，MgO、Al2O3、MgCl2均为离子化合物，而AlCl3为共价化合物．因为MgO的熔点高于MgCl2，因此电解熔融MgCl2更经济，而熔融AlCl3中没有离子，不能导电，故只能电解Al2O3．
答：MgO的熔点高于MgCl2，电解熔融MgCl2更经济；熔融AlCl3中没有离子，不能导电，只能电解Al2O3来获取金属铝．
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