專題15金屬的冶煉與工藝流程-2021學年高一化學期末復習重點專題突破（人教版2019）VIP

20212022學年高一化學期末復習重點專題突破專題15金屬的冶煉與工藝流程方法探究一、金屬的冶煉方法金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關系金屬的活動性順序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb(H)、CuHg、AgPt、Au金屬原子失電子能力強→弱金屬離子得電子能力弱→強主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理方法(1)熱分解法：適用于金屬活動性順序表中Hg及其以后的金屬。2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑(2)熱還原法：適用于金屬活動性順序表中Zn、Cu之間的金屬。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2WO3+3H2W+3H2OCr2O3+2AlAl2O3+2Cr(3)電解法：適用于金屬活動性順序表中Al及其以前的金屬。2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑易錯總結(1)工業(yè)上冶煉Al時用Al2O3而不用AlCl3，因為AlCl3為共價化合物，熔化后不導電。但冶煉Al時需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度。(2)工業(yè)上冶煉Mg時用MgCl2而不用MgO，因為MgO的熔點很高，耗能大。(3)Au、Pt一般用物理法提取。(4)利用鋁熱反應不能冶煉還原性比Al強的金屬，如Mg、Na等。=1\*GB3①鋁熱反應是指金屬鋁與某些金屬氧化物的混合物在高溫條件下發(fā)生置換反應，生成氧化鋁和金屬單質的過程。實質是用較活潑的還原劑鋁，把活潑性相對較弱的金屬從其氧化物中還原出來。=2\*GB3②鋁熱反應實驗中，鎂和KClO3的作用是為鋁熱反應提供引發(fā)反應所需的高溫，但該反應屬放熱反應且放出大量的熱，能使生成的金屬熔化為液態(tài)。鋁熱反應可應用于冶煉一些高熔點金屬，如鐵、錳、釩等。二、工藝流程題的解決方略1.解答化工工藝流程題的一般思路(1)讀題干，找信息和目的。找出題干中的“制備”或“提純”等關鍵詞，明確化工生產的原料、產品和雜質。(2)看問題，根據(jù)具體的問題，找出流程中需重點分析的步驟或環(huán)節(jié)，重點抓住物質流向(進入與流出)、操作方法等。(3)局部隔離分析，分析加入什么物質，得到什么物質，發(fā)生什么反應(或起到什么作用)。(4)特別提醒：每題中基本上都有與流程無關的問題，可直接作答。工藝流程圖：2．?？蓟ばg語常考化工術語關鍵詞釋義研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末或將液體霧化，增大反應物接觸面積，以加快反應(溶解)速率或使反應更充分，增大原料的轉化率(或浸取率)灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結構、使雜質高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當溶劑或溶液，使其中可溶性的物質溶解，包括水溶、酸溶、堿溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去過濾固體與液體的分離滴定定量測定，可用于某種未知濃度物質的物質的量濃度的測定蒸發(fā)結晶蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡停^續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質就會呈晶體析出蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)除去部分溶劑，提高溶液的濃度水洗用水洗去可溶性雜質，類似的還有酸洗、醇洗等酸作用溶解、除去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質離子等堿作用除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁，調節(jié)pH、促進水解(形成沉淀等)3.常考條件控制(1)控制溶液的pH①調節(jié)溶液的酸堿性，使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀析出(或抑制水解)。②加入酸或調節(jié)溶液至酸性還可除去氧化物(膜)。③加入堿或調節(jié)溶液至堿性還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁等。④特定的氧化還原反應需要的酸性條件(或堿性條件)。(2)控制溫度：主要從物質性質(熱穩(wěn)定性、水解、氧化性或還原性、溶解度、熔沸點、揮發(fā)性、膠體聚沉等)和反應原理(反應速率、平衡移動、催化劑活性、副反應)兩個角度思考。(3)控制壓強：改變速率，影響平衡。(4)使用合適的催化劑：加快反應速率，縮短達到平衡所需要的時間。(5)趁熱過濾：防止某物質降溫時析出。(6)洗滌：常見的洗滌方式有“水洗”和“乙醇洗”?！八础钡哪康氖浅コ恋砘蚓w表面殘留的雜質，當沉淀物的溶解度隨溫度升高而增大時一般可用冰水洗；“乙醇洗”既可以除去沉淀或晶體表面殘留的雜質，又可以降低晶體的溶解度，減少損失，還可以利用乙醇易揮發(fā)的性質，加快除去沉淀或晶體表面的水分。(7)氧化：氧化劑的選擇要依據(jù)試題設置的情境，常見的氧化劑有氯氣、過氧化氫、氧氣和次氯酸鈉等，為了避免引入新的雜質，通常選擇的氧化劑有過氧化氫和氧氣。典例剖析例1下列有關金屬冶煉的說法中，不正確的是A．在加熱情況下利用氫氣還原三氧化二鋁得到金屬鋁B．用電解熔融氯化鎂的方法冶煉金屬鎂C．用鋁熱法煉得熔點較高的金屬鉻D．直接加熱氧化汞得到金屬汞【答案】A【詳解】A．鋁屬于活潑金屬，利用電解熔融三氧化二鋁,可以得到金屬鋁，故A錯誤；B．金屬鎂的活潑性較強，因此用電解熔融氯化鎂的方法冶煉金屬鎂，而不用電解熔融的氧化鎂，因為氧化鎂熔點高，耗費能源較大，故B正確；C．金屬鉻的熔點高，用鋁熱法制取熔點高的金屬，故C正確；D．汞是不活潑金屬，因此直接加熱氧化汞得到金屬汞，故D正確。綜上所述，答案為A。例2由重晶石礦(主要成分是，含等雜質)可制得氯化鋇晶體，在實驗室中某興趣小組按下列流程制取氯化鋇晶體：下列說法正確的是A．“高溫焙燒”前將原料研磨處理，能加快“高溫焙燒”的反應速率B．“高溫焙燒”時可能被還原為C．“浸取過濾”發(fā)生的主要反應是氧化還原反應D．“高溫焙燒”和“結晶”兩處操作均需用到蒸發(fā)皿【答案】AB【解析】由流程可知，焙燒時發(fā)生BaSO4+4C4CO+BaS，加鹽酸時BaS與鹽酸反應生成氯化鋇和硫化氫，過濾分離出濾渣為SiO2，濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出BaCl2?2H2O，以此來解答。A．為提高原料的利用率，“高溫焙燒”前原料需經研磨處理，可增大接觸面積，加快反應速率，且可充分反應，故A正確；B．“高溫焙燒”時可能發(fā)生反應SiO2+2C2CO+Si，可能被還原為，故B正確；C．加鹽酸時BaS與鹽酸反應生成氯化鋇和硫化氫，無元素化合價變化，“浸取過濾”發(fā)生的主要反應是非氧化還原反應，故C錯誤；D．“高溫焙燒”需要坩堝，“結晶”需要蒸發(fā)皿，故D錯誤；故選：AB。例3無水FeCl3常作為有機反應的催化劑。某研究小組設計了如圖流程，以廢鐵屑(含有少量碳和SiO2雜質)為原料制備無水FeCl3(s)。已知：氯化亞砜()熔點101℃，沸點76℃，易與水反應生成一種強酸和一種酸性氧化物。(1)操作①是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和____。(2)操作①得到的固體為____。(3)為避免引入新的雜質，試劑B可以選用____(填編號)。A．KMnO4溶液 B．Cl2水 C．稀HNO3溶液 D．H2O2溶液(4)取少量D晶體，溶于濃鹽酸配成溶液，并滴加KSCN溶液，現(xiàn)象是____。(5)反應D→E的化學方程式為____。(6)由D轉化成E的過程中可能產生少量亞鐵鹽，則還原劑可能是____，并設計實驗驗證是該還原劑將Fe3+還原____?！敬鸢浮?1)漏斗(2)C和SiO2(3)BD(4)溶液變?yōu)榧t色(5)(6)

SO2

先加鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則是SO2將Fe3+還原【解析】(1)過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；(2)C和SiO2不與鹽酸反應，操作①得到的固體為C和SiO2；(3)A(氯化亞鐵)加入氧化劑B生成C(氯化鐵)，B為氧化劑。A．用KMnO4溶液會引入鉀離子和還原產物錳離子，A不符題意；B．氯氣與氯化亞鐵反應生成氯化鐵，不引入新的雜質，B符合題意；C．用稀硝酸發(fā)生3FeCl2+4HNO3(稀)=2FeCl3+2H2O+NO↑+Fe(NO3)3，會引入硝酸根離子，C不符題意；D．過氧化氫對應還原產物為水，不引入新的雜質，D符合題意；故選BD；(4)D即氯化鐵晶體，其溶液含鐵離子，滴加KSCN溶液后，溶液變?yōu)榧t色；(5)根據(jù)已知信息氯化亞砜()熔點101℃，沸點76℃，易與水反應生成一種強酸和一種酸性氧化物，推測強酸為HCl，酸性氧化物為SO2，可得與SOCl2生成FeCl3的化學方程式為；(6)可能反應中生成的二氧化硫將氯化鐵還原為氯化亞鐵，即還原劑可能為SO2；若二氧化硫作還原劑，則氧化產物為硫酸根離子，只需檢驗反應后是否含硫酸根離子即可，設計實驗為：先加鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則是SO2將Fe3+還原。精選習題1．氧化還原反應廣泛應用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是A．電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應中，鈉離子被還原，氯離子被氧化B．濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生還原反應C．用磁鐵礦煉鐵的反應中，1molFe3O4被CO還原成Fe，轉移9mole?D．鋁熱法還原鐵的反應中，放出的熱量能使鐵熔化【答案】C【解析】Fe3O4中3個Fe原子共顯+8價，故1molFe3O4被CO還原成Fe，轉移8mole?，C項錯誤。2．下列金屬冶煉的反應原理，錯誤的是A． B．↑C． D．↑【答案】A【詳解】A．鎂的還原性強于氫，鎂是活潑金屬，常用電解法制取，故A錯誤；B．鈉是活潑金屬，常用電解法制取，↑，故B正確；C．鐵是較活潑金屬，常用熱還原法制取，，故C正確；D．汞是不活潑金屬，常用熱分解法制取，↑，故D正確；故選A。3．下列說法中不正確的是A．金屬的冶煉原理，就是運用氧化還原反應原理，在一定條件下將金屬從其化合物中還原出來B．冶煉金屬時，必須加入一種物質作還原劑C．金屬由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，一定是被還原D．金屬單質被發(fā)現(xiàn)和應用得越早，其活動性越弱【答案】B【解析】A、金屬的冶煉是將金屬化合物轉化為金屬單質，A項正確；B、有的金屬化合物在發(fā)生氧化還原反應冶煉金屬的時候，自身既作氧化劑又作還原劑，不需要另加還原劑，如HgO，B項錯誤；C、金屬元素在化合物中一定顯正價，當變成金屬單質后，化合價就變?yōu)?，所以是被還原，C項正確；D、金屬被發(fā)現(xiàn)和應用得早，說明該金屬容易被還原，從而也說明這些金屬的活動性一般是較弱的，D項正確。答案選B。4．野外焊接鋼軌常用如圖所示裝置，鎂條引燃混合物后，反應非常劇烈，火星四射，有熔融鐵珠落入沙子中。下列敘述錯誤的是A．該反應屬于置換反應B．有“熔融鐵珠”生成說明該反應為放熱反應C．該反應的化學能全部轉化為熱能D．該反應中斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量【答案】C【詳解】A．有單質Al參加反應，生成物中有單質Fe，屬于置換反應，故A正確；B．有熔融鐵珠生成能夠說明該反應是放熱反應，反應放出的熱量使鐵呈熔融狀態(tài)，故B正確；C．該反應的化學能不能全部轉化為熱能，也有一部分轉化為光能等，故C錯誤；D．該反應為放熱反應，反應物斷鍵吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量，故D正確；故答案為C。5．下列關于物質制備原理錯誤的是A．工業(yè)制備金屬鈉：2NaCl2Na+Cl2↑B．工業(yè)生產鐵：Fe2O3+3COFe+3CO2C．濕法煉銅：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4D．以S為原料，工業(yè)生產硫酸在沸騰爐中的反應：2S+3O22SO3【答案】D【解析】A項、工業(yè)制備金屬鈉的原理為：2NaCl2Na+Cl2↑，A正確；B項、工業(yè)生產鐵的原理為：Fe2O3+3COFe+3CO2，B正確；C項、濕法煉銅的原理為：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，C正確；D項、以S為原料，工業(yè)生產硫酸在沸騰爐中的反應為：S+O2SO2，S不能直接轉化為SO3，D錯誤；故本題選D。6．由粗(含少量、雜質)制備純的流程如圖所示，下列說法錯誤的是A．X中的主要成分的水溶液俗稱水玻璃B．若在實驗室中完成步驟Ⅲ，對固體加熱一般在坩堝中進行C．步驟Ⅱ中的稀硫酸可用代替D．步驟Ⅱ中的主要反應是【答案】C【解析】粗含少量、等雜質，用氫氧化鈉溶解，不溶于氫氧化鈉溶液，過濾得偏鋁酸鈉、硅酸鈉的混合溶液，加硫酸生成硅酸沉淀和硫酸鋁溶液，過濾出硅酸，硅酸加熱分解為和水。A．X中含有偏鋁酸鈉、硅酸鈉，主要成分是硅酸鈉，硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃，故A正確；B．實驗室在坩堝中灼燒固體，若在實驗室中灼燒硅酸，一般在坩堝中進行，故B正確；C．偏鋁酸鈉、硅酸鈉的混合溶液中通入二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀和硅酸兩種沉淀，所以步驟Ⅱ中的稀硫酸不能用代替，故C錯誤；D．步驟Ⅱ中的主要反應是硅酸鈉和硫酸反應生成硅酸沉淀和硫酸鈉，反應方程式為，故D正確；選C。7．氧化鋁是工業(yè)上電解制鋁的原料，工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3，還含有Fe2O3，SiO2等)為原料制取氧化鋁的流程如圖所示，下列說法錯誤的是A．濾渣可用于煉鐵B．濾液1中所含陰離子為OH、SiO、[Al(OH)4]C．步驟①、②、③中均不涉及氧化還原反應D．步驟③中發(fā)生反應的離子方程式為：2[Al(OH)4]+CO2=2Al(OH)3↓+CO+H2O【答案】D【解析】鋁土礦(主要成分Al2O3還含有Fe2O3、SiO2等)中的Al2O3、SiO2與足量NaOH溶液發(fā)生反應生成NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液，F(xiàn)e2O3和NaOH溶液不反應，故過濾所得濾渣為Fe2O3；濾液1中含Na[Al(OH)4]、Na2SiO3以及過量的NaOH；向濾液I中加入CaO發(fā)生反應②，生成CaSiO3沉淀，說明加入的CaO在溶液中和Na2SiO3反應生成了CaSiO3沉淀和NaOH，而Na[Al(OH)4]未反應，故所得濾液2中含Na[Al(OH)4]和NaOH；向此濾液中通入足量的CO2發(fā)生反應③，則CO2會先和NaOH反應生成NaHCO3，后和Na[Al(OH)4]溶液反應生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，過濾，即濾液3中為NaHCO3，Al(OH)3沉淀經灼燒得到Al2O3，據(jù)此分析。A．濾渣的主要成分是Fe2O3，是含有鐵元素的化合物，因此可以用于煉鐵，A正確；B．根據(jù)上述分析可知：濾液1中含Na[Al(OH)4]、Na2SiO3以及過量的NaOH，則其中的陰離子為OH、SiO、[Al(OH)4]，B正確；C．①中的反應為：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；②中的反應為：CaO+H2O+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaOH；③中的反應為：CO2+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+NaHCO3，這些反應均為非氧化還原反應，C正確；D．由于通入CO2氣體足量，反應產生NaHCO3，則步驟③中發(fā)生反應的離子方程式為：CO2+[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+，D錯誤；故合理選項是D。8．某新型納米材料氧缺位鐵酸鹽，能在常溫下將工業(yè)廢氣中的、等轉化為單質而除去，由鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、等)和為原料制備氧缺位鐵酸鹽及其轉化廢氣流程如圖：下列說法正確的是A．浸取時，為了提高酸浸效率，可以延長浸取時間或將稀硫酸換成濃硫酸B．“除雜”過程中有加入足量鋅粉等操作，與鋅粉反應的離子只有和C．除去時，在反應中表現(xiàn)了還原性D．與反應制得1mol時轉移電子(82x)mol【答案】CD【解析】A．浸取時，若將稀硫酸換成濃硫酸將與Zn反應放出有毒有害的氣體，故為了提高酸浸效率，可以延長浸取時間，但不能將稀硫酸換成濃硫酸，A項錯誤；B．已知的氧化性強于，故“除雜”過程中有加入足量鋅粉等操作，與鋅粉反應的離子不只有和，還有，B項錯誤；C．除去時，與反應生成S單質，故被還原，即表現(xiàn)出氧化性，則在反應中表現(xiàn)了還原性，C項正確；D．已知中Zn為＋2價，F(xiàn)e為＋3價，中Zn為＋2價，F(xiàn)e為＋(x1)價，故與反應制得1mol時轉移電子為mol，D項正確。答案選CD。9．地球上的金屬礦物資源是有限的，應合理開發(fā)利用。(1)金屬冶煉的實質是金屬離子被______(填“氧化”或“還原”)生成金屬單質。(2)銅在自然界存在于多種礦石中，如：礦石名稱黃銅礦輝銅礦孔雀石主要成分CuFeS2Cu2SCu2(OH)2CO3請回答下列問題：①上表所列銅化合物中，推斷銅的質量百分含量最高的是______。②CuFeS2其中Cu為+1價、Fe為+3價，高溫焙燒時發(fā)生的反應是CuFeS2+O2SO2+FeS+Cu，焙燒過程中被還原的元素有______。③工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產銅，火法煉銅的反應為：Cu2S+O22Cu+SO2，該反應中氧化劑是______。④Cu2(OH)2CO3與稀硫酸反應的離子方程式為______。【答案】(1)還原(2)Cu2SO、Cu、FeCu2S和O2Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O【解析】(1)金屬冶煉的實質是金屬陽離子轉變?yōu)閱钨|，根據(jù)氧化還原反應規(guī)律判斷；(2)①銅化合物中，銅的質量百分含量=，據(jù)此計算；②根據(jù)化合物化合價之和為0，判斷S元素的化合價，再根據(jù)氧化還原規(guī)律分析判斷；③反應Cu2S+O22Cu+SO2中Cu元素化合價降低，S元素化合價升高，結合元素化合價變化判斷；④Cu2(OH)2CO3與稀硫酸反應生成硫酸銅、二氧化碳和水。(1)金屬冶煉的實質是金屬陽離子轉變?yōu)閱钨|，金屬元素的化合價降低，得電子，被還原，則金屬離子被還原生成金屬單質；(2)①銅化合物中，銅的質量百分含量=，黃銅礦中銅的含量=×100%=35%；輝銅礦中銅的含量=×100%=80%；孔雀石中銅的含量=×100%=58%，所以銅的質量百分含量最高的是Cu2S；②CuFeS2其中Cu為+1價、Fe為+3價，根據(jù)化合物化合價之和為0，可得S元素的化合價為2價，則反應CuFeS2+O2SO2+FeS+Cu中，S元素由2價變?yōu)?4價，被氧化；O元素的化合價由0價變?yōu)?價，被還原；Cu元素的化合價由+1價變?yōu)?價，被還原，F(xiàn)e元素的化合價由+3價變?yōu)?2價，被還原，則焙燒過程中被還原的元素有O、Cu、Fe；③反應Cu2S+O22Cu+SO2中，Cu元素化合價由+1價降低到0價，S元素化合價由2價升高到+4價，O元素的化合價由0價降低到2價，反應中Cu2S和O2為氧化劑，Cu2S為還原劑；④Cu2(OH)2CO3與稀硫酸反應生成硫酸銅、二氧化碳和水，離子方程式為：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O。10．除金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬元素以化合物形式存在于自然界中，將金屬元素從其化合物中還原出來的工業(yè)工程稱為金屬的冶煉。下列材料描述了部分常見金屬的冶煉方法。①工業(yè)上冶煉鎂的方法有兩種，電解法和皮江法。電解法是電解熔融的氯化鎂；皮江法是硅在高溫下還原氧化鎂。②霍爾?埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石(Na3AlF6)為熔劑組成的電解質，在950~970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧氣。③冶煉錳一般用鋁熱法，即在高溫下用鋁還原二氧化錳。④相關各物質熔點見下表：物質Al2O3AlCl3MgOMgCl2AlMnMg熔點/℃230319028007126601244649Ⅰ．根據(jù)上述信息回答下列問題：(1)冶煉鎂時電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO，冶煉鋁時電解熔融Al2O3而不電解熔融AlCl3的原因是________________________________。(2)寫出鋁熱法冶煉錳的化學方程式_____________________，一般使用鋁熱法冶煉的金屬具有哪些性質_____________________________。(3)將鋁和鎂作電極分別插入稀硫酸、氫氧化鈉溶液中，鎂、鋁分別作______極、_____極；寫出介質是稀硫酸溶液時的正極電極反應式：______。Ⅱ．下面是皮江法冶煉鎂的工業(yè)流程示意圖：(1)氣體a是_______。(2)還原爐需控制溫度為1200℃左右，并抽空氣到近似真空。還原爐中發(fā)生的主要反應有____________________________、_______________________。(3)還原爐中抽空氣到近似真空的原因是__________________________?！敬鸢浮竣瘢?1)MgO的熔點比MgCl2.更高，電解時需要更多的能量，故選用MgCl2；AlCl3屬于共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電，故不能電解AlCl3(2)4Al+3MnO22Al2O3+3Mn熔點高且比鋁不活潑的金屬(3)正負2H++2e?=H2Ⅱ．(1)CO2(2)2MgO+Si

2Mg↑+SiO2

SiO2+CaOCaSiO3(3)防止已還原的Mg在高溫條件下再次被氧化【解析】Ⅰ．(1)氧化鎂熔點比氯化鎂熔點高，熔融離子晶體要消耗能源，從而增加成本，為減少成本，所以用熔融氯化鎂冶煉鎂，氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電，以分子存在，所以冶煉鋁用熔融氧化鋁；(2)鋁熱法冶煉錳的化學方程式：4Al+2Al2O3+3Mn，一般使用鋁熱法冶煉的金屬具有的性質為：熔點高且比鋁不活潑的金屬；(3)將鋁和鎂作電極分別插入稀硫酸、氫氧化鈉溶液中，由于鋁能與氫氧化鈉溶液反應，所以鋁作負極、鎂作正極；介質是稀硫酸溶液時由于鎂的金屬性強于鋁，所以鎂是負極，鋁是正極，正極電極反應式為2H++2e?=H2↑。Ⅱ．(1)白云石煅燒分解生成氧化鈣、氧化鎂和二氧化碳，氣體為二氧化碳；(2)還原爐需控制溫度為1200℃左右，并抽空氣到近似真空，還原爐中發(fā)生的主要反應有硅還原氧化鎂生成鎂和二氧化硅，二氧化硅和氧化鈣形成爐渣硅酸鈣，反應的化學方程式為：2MgO+Si2Mg↑+SiO2、SiO2+CaOCaSiO3；(3)還原爐中抽空氣到近似真空的原因是防止已還原的Mg在高溫條件下再次被氧化。11．含鈷催化劑廢料(含F(xiàn)e3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2為原料制取Co3O4的一種工藝流程如圖：回答下列問題：(1)步驟①中將廢料磨碎的目的是____。(2)步驟②經溶解后過濾，濾渣1的主要成分為____(填化學式)，濾液中含有____種陽離子。(3)步驟③氧化將Fe2+全部轉化為Fe3+，反應的離子方程式為____。(4)步驟⑤灼燒過程中用到的主要儀器為____，濾渣2中含有Na2Fe6(SO4)4(OH)x，則x=____。【答案】(1)加快溶解速率，增大浸出率(2)SiO2、CaSO4

6(3)(4)坩堝、酒精燈、泥三角

12【解析】含鈷催化劑廢料含F(xiàn)e3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2，用硫酸溶解，SiO2不溶于硫酸，CaSO4微溶，過濾得硫酸鈷、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁溶液，濾液加NaClO3將Fe2+全部轉化為Fe3+，加Na2CO3調節(jié)pH除鐵；濾液中經一系列操作得，用鹽酸溶解得CoCl2溶液，加(NH4)2C2O4生成CoC2O4沉淀，灼燒CoC2O4得Co3O4。(1)將廢料磨碎，可以增大廢料與硫酸的接觸面積，加快溶解速率，提高浸出率；(2)SiO2不溶于硫酸，氧化鈣和硫酸反應生成硫酸鈣，CaSO4微溶，步驟②經溶解后過濾，濾渣1的主要成分為SiO2、CaSO4；Fe3O4和硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵，Co2O3和硫酸反應生成硫酸鈷，Al2O3和硫酸反應生成硫酸鋁，濾液中含有Fe2+、Fe3+、Co3+、Al3+、H+及少量Ca2+，共6種陽離子。(3)步驟③NaClO3將Fe2+全部氧化為Fe3+，自身被還原為NaCl，反應的離子方程式為；(4)步驟⑤灼燒過程中的裝置為，主要儀器為坩堝、酒精燈、泥三角；濾渣2中含有Na2Fe6(SO4)4(OH)x，鐵元素化合價為+3、鈉的化合價為+1、硫酸根離子化合價為2、氫氧根離子化合價為1，根據(jù)化合價代數(shù)和等于0，則x=12。12．以黃鐵礦(主要成分)為原料生產硫酸，應將產出的爐渣和尾氣進行資源化綜合利用，減輕對環(huán)境的污染。其中一種流程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)由爐渣制備還原鐵粉的化學方程式為___________。(2)欲得到更純的，反應①應通入___________(填“過量”或“不足量”)的氣體。(3)因為具有___________性，導致商品中不可避免地存在。檢驗其中含有的方法是___________。(4)一般用滴定分析法測定還原鐵粉純度。實驗步驟：稱取一定量樣品，用過量稀硫酸溶解，用標準溶液滴定其中的。反應式：某次實驗稱取0.2800g樣品，滴定時消耗濃度為的溶液25.10mL，則樣品中鐵含量為___________%。【答案】(1)3CO+Fe2O33CO2+2Fe(2)過量(3)

還原

取樣于試管中，加入鹽酸、BaCl2，若有白色沉淀生成，則含有SO，反之無(4)90.36【解析】黃鐵礦（主要成分FeS2）煅燒生成氧化鐵和二氧化硫，氧化鐵用CO還原得到還原鐵粉，用K2Cr2O7滴定分析法測定還原鐵粉純度；二氧化硫經過一系列步驟生成硫酸，尾氣中含有二氧化硫，用氫氧化鈉溶液吸收生成NaHSO3，加熱后生成Na2S2O5，據(jù)此解答。(1)CO還原氧化鐵生成CO2和Fe，方程式為3CO+Fe2O33CO2+2Fe；(2)Na2SO3溶液能夠與SO2反應生成NaHSO3，欲得到更純的NaHSO3，反應①應通入過量的SO2氣體；(3)Na2S2O5轉化為Na2SO4過程中S元素的化合價升高，被氧化，體現(xiàn)了Na2S2O5的還原性；檢驗其中含有SO的方法是首先用鹽酸酸化，除去S2O，再加入氯化鋇溶液，看有無白色沉淀生成，若生成白色沉淀，證明含有SO，否則沒有SO；(4)稱取一定量樣品，用過量稀硫酸溶解，用標準K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+，存在關系式：6Fe～6Fe2+～K2Cr2O7，滴定過程中消耗的K2Cr2O7物質的量為0.03000mol?L1×0.02510L=0.000753mol，則樣品中含有的鐵的物質的量為0.000753mol×6=0.004518mol，樣品中鐵含量為×100%=90.36%。13．廢舊鋅錳干電池內部的黑色物質A主要含有、MnOOH、碳粉、、，用A制備高純的流程圖如下：(1)鋅錳干電池的負極材料是_______(填化學式)。(2)第Ⅰ步操作得濾渣的成分是_______；第Ⅱ步在空氣中灼燒的目的除了將MnOOH轉化為外，另一作用是_______。(3)步驟Ⅲ中由制得溶液，Mn元素被_______(填“氧化”或“還原”)。已知：難溶于水和乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃時開始分解；在pH大于7.7時，開始轉化為沉淀。第Ⅳ步多步操作可按以下步驟進行：(4)操作①加入溶液調節(jié)溶液，充分反應直到不再有產生，反應的離子方程式為_______。(5)若溶液，會導致產品中混有_______(填化學式)。(6)操作③中，檢測是否洗凈的方法，是檢驗最后一次洗滌液中是否含有，請寫出操作方法_______?！敬鸢浮?1)Zn(2)

、MnOOH、碳粉

除去混合物中的碳粉(3)還原(4)(5)(6)取最后一次洗滌液，加入足量鹽酸酸化，再加入溶液，若無白色沉淀產生則已洗滌干凈【解析】廢舊堿性鋅錳干電池內部的黑色物質A主要含有有、MnOOH、碳粉、、，加水溶解、過濾、洗滌，濾液中含有NH4Cl、ZnCl2，濾渣為MnO2、MnOOH和碳粉，在空氣中灼燒，碳轉化為二氧化碳氣體，MnOOH氧化為MnO2，再向MnO2中加稀硫酸和草酸溶液，過濾，得到硫酸錳溶液，然后再經過多步操作得到碳酸錳，以此解答該題。(1)負極失去電子，發(fā)生氧化反應，則鋅錳干電池的負極材料是Zn；(2)根據(jù)上述分析，第Ⅰ步操作得濾渣的成分是難溶于水的、MnOOH、碳粉；第Ⅱ步在空氣中灼燒的目的除了將MnOOH轉化為外，另一作用是除去混合物中的碳粉；故答案為：除去混合物中的碳粉；(3)步驟Ⅲ中由制得溶液，Mn元素化合價降低，發(fā)生還原反應，被還原；(4)操作①加入溶液調節(jié)溶液，發(fā)生水解反應，相互促進，生成二氧化碳氣體和碳酸錳沉淀，反應的離子方程式為；(5)根據(jù)題給信息知，若溶液，錳離子與OH結合生成沉淀，會導致產品中混有；(6)操作③中，檢測是否洗凈的方法，是檢驗最后一次洗滌液中是否含有，操作方法為取最后一次洗滌液，加入足量鹽酸酸化，再加入溶液，若無白色沉淀產生則已洗滌干凈。鏈接高考1.（2020·江蘇卷）下列選項所示的物質間轉化均能實現(xiàn)的是A．(aq)(g)漂白粉(s)B．(aq)(s)(s)C．(aq)(aq)(aq)D．(s)(aq)(s)【答案】C【解析】石灰水中Ca(OH)2濃度太小，一般用氯氣和石灰乳反應制取漂白粉，故A錯誤；碳酸的酸性弱于鹽酸，所以二氧化碳與氯化鈉溶液不反應，故B錯誤；氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯氣可以氧化NaBr得到溴單質，溴單質可以氧化碘化鈉得到碘單質，故C正確；電解氯化鎂溶液無法得到鎂單質，陽極氯離子放電生成氯氣，陰極水電離出的氫離子放電產生氫氣，同時產生大量氫氧根，與鎂離子產生沉淀，故D錯誤。綜上所述，答案為C。2．（2021·山東）工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖，下列說法錯誤的是A．吸收過程中有氣體生成 B．結晶后母液中含有NaHCO3C．氣流干燥濕料時溫度不宜過高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3【答案】B【解析】根據(jù)工藝流程逆向分析可知，以二氧化硫和純堿為原料，得到結晶成分為NaHSO3，則母液為飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸，溶液呈酸性，所以加入純堿進行中和，涉及的反應為：H2SO3+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3，NaHSO3+Na2CO3=Na2SO3+NaHCO3，所以調節(jié)pH為8進行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫氣體進行混合吸收，此時吸收過程中發(fā)生反應為：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓，SO2+NaHCO3=CO2+NaHSO3↓，此時會析出