热门试卷

金属热还原法广泛用于冶金过程中。用金属A（或其合金）作还原剂在高温下将另一种金属B的化合物还原以制取金属B（或其合金）的方法。通常是按还原剂来命名。

⑴用铝作还原剂生产金属铬，称为铝热法。化学方程式为________________。铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外，还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛或其他高熔点金属的氧化物按一定比例混合均匀，然后在高温下煅烧，即生成耐热的(TiC)，该反应的化学方程式为________________。

⑵用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒，称为硅热法。化学方程式为________________。硅（特别是硅铁）的价格比铝低，所以硅热法在铁合金及某些金属的生产中占有重要地位。但硅的还原能力不如铝。为使硅热还原更易进行，常加入CaO作溶剂，试分析加入CaO的作用________________________________。

⑶试写出克劳尔法用镁热还原TiCl4生产海绵钛的方程式________________。

从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______________________

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为______________________

（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________________（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成分是_________（填化学式），写出该溶质的一种用途________________

（5）已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数K=5.6×10-12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH=13. 00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=_______________。

由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_________________和②___________________。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在___________。

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为______________________。

（4）镀铝电解池中，金属铝为______极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在，铝电镀的主要电极反应式为___________。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___________________。

由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_________________和②___________________。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在___________。

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为______________________。

（4）镀铝电解池中，金属铝为______极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在，铝电镀的主要电极反应式为___________。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是___________________。

从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下

请回答下列问题：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为________________。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为________________。

(3)验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________________(填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途________________。

(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10-12(mol/L)3。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的 c(Mg2+)________。

“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS2）氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强；利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石（主要成分Cu2S），然后加入铁屑进一步得到铜，其流程如图

（1）黄铁矿氧化过程的化学反应方程式为____________________。

（2）完成溶解辉铜矿石（Cu2S）和进一步得到铜的离子反应方程式：       

①___Cu2S＋___Fe3＋＋___H2O___Cu2＋＋___Fe2＋＋______＋___SO42-②_____________________。 

（3）工业上以辉铜矿为原料，采取火法熔炼工艺生产铜。该过程中有如下反应：         

2Cu2S(s)+3O2 (g)====2Cu2O(s)+2SO2(g)     △H= m kJ/mol        

2Cu2O(s)+Cu2S (s)===6Cu(s)+SO2(g)      △H= n kJ/mol     

则Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g)    △H=______；该工艺炼铜的副产品SO2用于制硫酸，

SO2转化为SO3的反应为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K=_______

（4）请评价细菌冶金的优点__________________（说一点即可）

【三选一—选修化学与技术】   

(1)纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。   

①“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，写出该工艺中产生CaCl2  的化学方程式：___；   

②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：____；   

③CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？____  

(2)钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。   

①炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是___；   

②不锈钢含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹___（填“前”或“后”）加入；   

③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是___；从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作___。

现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。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，其工艺流程图如下。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：①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③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反应的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu2++Cu + H2O

____________________ （写其中1个）。

(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晶体，该晶体的化学式是______________。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)“循环II”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N-510、N-530等。某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个-CH3、n2个-OH和n3个三种基团，无环状结构，若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是______________。

(4)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是______________。

下面是高炉炼铁及工业炼钢的工艺示意图

根据示意图回答下列问题：

(1)炼铁的原料I为固体混合物，其中除铁矿石、焦炭外，还有__________，原料Ⅱ为______________。

(2)高炉气是炼铁过程中的尾气，该气体对环境有害，而现代工业提倡节能降耗，所以可以从高炉气中提取回收_____________用作燃气。

(3)写出炼铁高炉中的氧化还原反应的化学方程式：_____________________。

(4)“百炼成钢”是一个熟语，炼钢的原料是生铁，产物为钢。百炼成钢的冶炼炉名称是__________，该冶炼过程需要吹入氧气，主要目的是除去生铁中的_______________________。

(5)写出高炉炼铁的炉渣的一种用途：_________________________。

已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的贫菱锰矿（MnCO3含量较低）转化为高品位“菱锰矿砂”（MnCO3含量高）的绿色工艺。该工艺流程如下图所示：

已知焙烧反应①的化学方程式： (NH4)2SO4＋MnCO3MnSO4＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。

（1）写出反应②的离子方程式_______________________________________。

（2）上述工艺流程中，可以循环利用的物质有(NH4)2SO4、_____、_______。从物料平衡角度看，理论上生产过程中______（填“需要”或者“不需要”）添加(NH4)2SO4。

（3）向物质的量浓度均为0.01 mol·L－1的MnCl2和BaCl2混合溶液中，滴加Na2CO3溶液，先沉淀的是___________（填离子符号）；当两种沉淀共存时，溶液中＝__________。 [已知Ksp(BaCO3)＝8.1×10－9，Ksp(MnCO3)＝1.8×10－11]

以黄铜矿（主要成份为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O

② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表

（1）试剂a是______________ ，试剂b是___________________ 。

（2）操作X应为蒸发浓缩、___________ 、______________ 。

（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7～4的目的是___________________ ；

（4）反应Ⅴ的离子方程式为_________________________ 。

工业上用铝土矿（成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：

请回答下列问题：

（1）水蒸气的作用__________________。

（2）沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________。

（3）操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有________________。

（4）实验室洗涤Al(OH)3沉淀应该如何操作：_______________________。

（5）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。用此法制取铝的副产品是________（填化学式）。

［三选一－选修化学与技术］

近年来，以黄铜矿（主要成分是CuFeS2，含少量杂质SiO2）为原料炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐：        

4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O

某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下：      

回答下列问题：    

（1）固体A的成分为 ___________（写化学式）；    

（2）写出反应Ⅲ的化学方程式___________ ；    

（3）试剂a为__________，试剂b为_____________；    

（4）欲从溶液中获得绿矾晶体，分离操作Ⅰ应为_______、____________、___________。

铜在自然界存在于多种矿石中，如

请回答下列问题：

（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是____。

（2）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：，反应的氧化剂是____。 

（3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是____；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称__________________。

（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：______________________________________________。

（5）下表中，对陈述I、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是____ （填字母）。