- 化学与自然资源的开发利用
- 共8899题
现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸入稀硫酸中时，产生气泡都很慢，而将C、D分别浸入稀硫酸中时，反应却很剧烈；把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时，A上有气泡产生；把C浸入D的硝酸盐溶液中时，C的表面却有D 析出．则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为（ ）
正确答案
解析
解：把A、B分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；把C、D 分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快，说明活泼性是C、D的强于A、B的，把A、B用导线连接时，A上有气泡析出，A是正极，所以活泼性是B＞A，把C浸入D的硝酸盐溶液中，C表面有D析出，说明活泼性是C＞D，所以金属的活泼性是：C＞D＞B＞A．
故选B．
（2015春•曲靖校级期末）冶炼金属常用以下几种方法：①以C或CO、H2作还原剂还原；②电解法；③热分解法，现冶炼下列金属Al、Fe、Hg，试标明适宜的冶炼方法（填序号）：
Al______ Fe______ Hg______．
正确答案
②
①
③
解析
解：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Al采用电解法冶炼制备2Al2O3
故答案为：②；
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，铁用热还原法3CO+Fe2O3
故答案为：①；
Hg、Ag等不活泼金属的氧化物不稳定，受热易分解，故汞采用热分解法冶炼，2HgO
故答案为：③；
从海水中提取镁，可按如下步骤进行：
①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁．下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、贝壳和海水是海水中提取镁的主要原料，自然界中来源丰富廉价，故A正确；
B、第④步电解熔融的氯化镁，阴极产生镁，阳极生成氯气，故B错误；
C、①把贝壳制成石灰乳用于沉淀镁离子；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物氢氧化镁；③将沉淀物氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物得到氯化镁；故C正确；
D、以上提取镁的过程中涉及化合反应为贝壳制成石灰乳利用的氧化钙和水反应生成氢氧化钙、分解反应为贝壳分解生成氧化钙和水，氯化镁电解生成氯气和镁；复分解反应是氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁沉淀溶于盐酸反应，故D正确；
故选B．
冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法．四种方法在工业上均有应用．古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、火烧孔雀石是采用的焦炭法来冶炼金属，用①，故A正确；
B、湿法炼铜是采用金属置换法来冶炼铜，用③，故B错误；
C、铝热反应是金属置换法冶炼金属的，用③，故C正确；
D、金属镁是电解熔融的氯化镁来冶炼金属镁的，用④，故D正确．
故选：B．
在金属活动性顺序表中，钾、钠、铝等金属一般常用______法冶炼，位于氢以后的金属可用______法冶炼，位于中部的金属一般可用______法冶炼．
正确答案
电解
热分解
热还原
解析
解：钾、钠、铝等金属一般常用电解的方法来冶炼，位于氢以后的金属可用热分解其氧化物或其盐的办法来冶炼，位于中部的金属一般可用热还原法冶炼．
故答案为：电解；热分解；热还原．
可将化合物中的金属元素还原为金属单质的方法是（ ）
正确答案
解析
解：A．加热Al2O3不能得到金属铝，应用电解法，故A错误；
B．加热CaCO3不能得到金属钙，应用电解法，故B错误；
C．Na为活泼金属，应用电解熔融NaCl的方法冶炼，故C正确；
D．Na比Al活泼，氧化钠与铝不反应，故D错误．
故选C．
物质的用途错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、利用草酸和稀有金属反应生成不溶于水却溶于酸的沉淀的性质，草酸可用于提炼稀有金属，故A正确；
B、酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸、碱触媒作用下合成的，苯酚可用于制造酚醛树脂，故B正确；
C、浓硫酸具有酸性和难挥发性 （高沸点）的性质，浓硫酸可用氯化钠和浓硫酸反应制取HCl（g），故C正确；
D、氯化铵溶液，因为在水中电离出的铵根离子水解使溶液显酸性，常温下饱和氯化铵溶液PH值一般在5.6左右，会腐蚀金属，不可以用于除去金属表面油污，故D错误．
故选D．
下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．Mg是活泼金属，工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，如果电解氯化镁溶液，阴极上氢离子放电而不是镁离子放电，所以得不到镁单质，故A错误；
B．利用铝热反应可以制备Fe、V、Mn等较不活泼金属，故B错误；
C．Fe属于较活泼金属，工业上采用热氧化还原反应法冶炼，故C错误；
D．Cu属于较活泼金属，可以采用火法或湿法冶炼，如CuO+CO
故选D．
工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
对上述流程中的判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、Al2O3、Fe2O3和硫酸反应，SiO2和硫酸不反应，要将氧化铝和其他两种分离出来，应该选择氢氧化钠，将氧化铝溶解为偏铝酸钠，则固体难溶物是氧化铁和二氧化硅，即试剂X为氢氧化钠，沉淀中含有二氧化硅和氧化铁，故A错误；
B、铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质）中加入过量的氢氧化钠以后会生成偏铝酸钠溶液，偏铝酸盐中通二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀，即CO2+AlO2-+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，故B正确；
C、结合质子的能力就是指碱性，结合质子能力越强，相应的酸放出质子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，显然酸性强弱HCO3-＞Al（OH）3＞H2O，碱性：OH-＞AlO2-＞CO32-，所以结合质子能力：OH-＞AlO2-＞CO32-，故C正确；
D、氯化铝是分子晶体，熔融时不存在铝离子，电解熔融的氯化铝不能获得金属铝，故D错误．
故选BC．
钛是继铁、铝后的第三金属，常温下钛的化学活性很小，仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用．但在较高温度下，钛可与多种单质和化合物发生反应．工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96%）等为原料生产．
（1）由金红石为原料采用亨特（Hunter）法生产钛的流程如下：
①沸腾氯化炉中反应：TiO2（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+O2（g），在常温下能否自发进行（已知该反应△H=184kJ/mol，△S=57.74J/K）______（选填：“能”或“不能”）．
②已知：Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2kJ/mol；2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol．
则TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）△H=______kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的______．
（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺．试回答下列有关问题．
①TiO2直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如右图所示，
②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO2污染物产生，通入的气体是______．
（3）海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯，也可通过碘提纯法，原理为：
（a） 该反应正反应为的△H＞0
（b） 在不同温度区域，TiI4的量保持不变
（c） 在提纯过程中，I2的量不断减少
（d） 在提纯过程中，I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区．
正确答案
解：（1）①△G=△H-T△S=184kJ/mol-298K×0.05774kJ/K=166.79kJ＞0，所以不能自发进行，故答案为：不能；
②（I） Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2 kJ/mol；
（II） 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
（III） Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol，
将方程式2（II）-（I）-（III）得TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），
△H=2×（-882.0kJ/mol）-（-804.2kJ/mol）-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为：-970.2；
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物，盐酸能和钠反应，且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物，从而得到较纯的钛，故答案为：除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物；
（2）①电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
②阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体，反应后的生成物没有污染，水没有污染，所以该气体是氢气，故答案为：H2；
（3）（a）大多数混合反应是放热反应，该反应的正反应也是放热反应，则该反应正反应的△H＜0，故错误；
（b） 高于400℃，钛和氯气反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解，所以在不同温度区域，TiI4的量不同，故错误；
（c） 在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的量不变，故错误；
（d） 在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区，故正确；
故选d．
解析
解：（1）①△G=△H-T△S=184kJ/mol-298K×0.05774kJ/K=166.79kJ＞0，所以不能自发进行，故答案为：不能；
②（I） Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2 kJ/mol；
（II） 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol；
（III） Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol，
将方程式2（II）-（I）-（III）得TiCl4（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s），
△H=2×（-882.0kJ/mol）-（-804.2kJ/mol）-2.6kJ/mol=-970.2kJ/mol
故答案为：-970.2；
③海绵钛中含有钠、氯化钠和钛的低价氯化物，盐酸能和钠反应，且能溶解氯化钠及钛的低价氯化物，从而得到较纯的钛，故答案为：除去其中的过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物；
（2）①电解时，阴极上得电子发生还原反应，所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
②阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体，反应后的生成物没有污染，水没有污染，所以该气体是氢气，故答案为：H2；
（3）（a）大多数混合反应是放热反应，该反应的正反应也是放热反应，则该反应正反应的△H＜0，故错误；
（b） 高于400℃，钛和氯气反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解，所以在不同温度区域，TiI4的量不同，故错误；
（c） 在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的量不变，故错误；
（d） 在提纯过程中，高于400℃，碘和钛反应生成四氯化钛，在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛，所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区，故正确；
故选d．
在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是（ ）
正确答案
解析
解：A、工业上Na、Ba、Mg、Al的冶炼采用电解熔融的金属化合物的方法，不能用化学还原剂制得，故A正确；
B、工业上Zn、Fe、Cu的冶炼采用热还原法，即用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故B错误；
C、工业上Na、K的冶炼采用电解熔融的金属化合物的方法，Zn、Fe的冶炼采用热还原法，即用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故C错误；
D、工业上Mg、Al的冶炼采用电解熔融的金属化合物的方法，Zn、Fe的冶炼采用热还原法，即用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，故D错误；
故选A．
下列物质中，可用作冶炼镁的原料的是（ ）
正确答案
解析
解：A、冰晶石的化学式为Na3AlF6，不含镁元素，故A错误；
B、光卤石的化学式为KCl．MgCl2.6H2O，含镁元素，故B正确；
C、萤石的化学式为CaF2，不含镁元素，故C错误；
D、高岭石的化学式为Al4[Si4O10]•（OH）8，不含镁元素，故D错误；
故选B．
下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是（ ）
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．铝属于活泼金属，为亲氧元素，采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，采用氢气还原Al203冶炼无法得到金属铝，故B错误；
C．金属性弱于铝的金属较高的金属可用铝热反应进行冶炼，如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C正确；
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．
如图中的三种常用金属的开发利用之所以有先后，主要取决于（ ）
正确答案
解析
解：金属的活动性越强，冶炼的程度越难，利用的越晚，所以金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属的活动性大小．
故选D．
下列关于金属的冶炼，叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．金属钠活泼，用电解法冶炼，故A正确；
B．铜的化学性质不活泼，一般火法或湿法均可制备铜，故B正确；
C．金属镁活泼，用电解法冶炼，故C错误；
D．铁可用氧化铁与铝在高温下反应来冶炼，属于铝热反应，故D正确．
故选C．
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