題目列表(包括答案和解析)
2.金屬冶煉方法的選擇
1.金屬冶煉的基本原理
3.方法導(dǎo)引
(1)熟練掌握金屬活動(dòng)性順序表,注重該表在學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)作用.如判斷金屬元素在自然界的存在形式,金屬的還原性以及根據(jù)金屬的還原性所采取的冶煉方法.
(2)鍛煉自學(xué)能力,在教師的指導(dǎo)下自學(xué)教材內(nèi)容,歸納金屬冶煉的方法并應(yīng)用到其它金屬的冶煉.
[重點(diǎn)難點(diǎn)解析]
重點(diǎn):工業(yè)上冶煉金屬的一般方法:熱分解法、熱還原法、電解法.
難點(diǎn):不同金屬冶煉方法不同.如何選擇合適的冶煉方法.
金屬冶煉的本質(zhì)是金屬的離子從化合物中被還原成金屬單質(zhì)的過程.從金屬活動(dòng)順序表可知,越活潑的金屬,其陽離子的氧化性越弱;反之,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強(qiáng),因此不同的金屬冶煉方法也不同.金屬的位置越靠后,越容易被還原,用一般的還原方法就能使金屬還原;金屬的位置越靠前,越難被還原,最活潑的金屬只能用最強(qiáng)的還原手段(電解)來還原.
[難題巧解點(diǎn)撥]
例1:某冶煉鋁廠以碳棒為電極,電解熔融的三氧化二鋁,當(dāng)生成27kg鋁時(shí),陽極消耗12kg碳,則在陽極生成的CO2和CO二種氣體的分子個(gè)數(shù)比為 .
分析 電解法煉鋁的反應(yīng)式為:
2Al2O3
4Al
+ 3O2↑
(陰極) (陽極)
在高溫下,陽極產(chǎn)生的O2,易把石墨電極氧化為CO2和CO.
由題意:陰極產(chǎn)生的鋁:
=1×103mol
陽極消耗的碳:
=1×103mol
而由方程式可算出陽極產(chǎn)生的O2為:
1×103×
=0.75×103mol.
陽極消耗的碳與產(chǎn)生的O2即反應(yīng)生成CO和CO2.設(shè)生成的CO2為xmol,CO為ymol.則
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解得
故生成CO2和CO的分子個(gè)數(shù)比為1∶1
例2:為何工業(yè)上制鎂時(shí)用電解MgCl2,而制鋁時(shí)通常是電解Al2O3?
分析 作為工業(yè)生產(chǎn),一要考慮原料來源、價(jià)格,二要考慮生產(chǎn)過程的能源消耗.MgCl2的溶點(diǎn)只有714℃,而MgO為2800℃,從能量消耗上來看顯然用MgCl2優(yōu)于MgO.MgCl2原料可從天然光鹵石KCl·MgCl2·6H2O和海水中獲得,所以工業(yè)上常采用在750℃左右電解無水MgCl2來制鎂.而制鋁的原料多來自鋁土礦(主要成分為Al2O3),Al2O3的熔點(diǎn)也很高,為2045℃,但加入冰晶石(Na3AlF6)作熔劑,則可使Al2O3在962℃即熔化,而使鋁得以大量生產(chǎn).如果用電解AlCl3法,首先把鋁土礦制成AlCl3要耗能及設(shè)備,且加熱AlCl3時(shí),AlCl3易氣化,熔融態(tài)AlCl3未電離,不導(dǎo)電.
[命題趨勢(shì)分析]
常考知識(shí)點(diǎn):
2.知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
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1.金屬的冶煉原理是將金屬的化合物通過還原的方法使金屬離子還原成金屬單質(zhì).
由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同,金屬離子得到電子,還原成金屬原子的能力也不同,所以采用不同的冶煉方法.
14.(01湖北)某學(xué)生試用電解法根據(jù)電報(bào)上析出的物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值,其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為:(1)用直流電源電解CuCl2溶液,所用儀器如下圖:(2)在電流強(qiáng)度為1安培,通電時(shí)間為t秒時(shí),精確測(cè)得某電極上析出的Cu的質(zhì)量為mg;卮穑
(1)連接這些儀器的正確頓序?yàn)镋接 ,C接 , 接F。
實(shí)驗(yàn)線路中的電流方向?yàn)?u> → → → → →
(2)寫出B極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
G試管中淀粉K1溶液變化的現(xiàn)象為 ,相應(yīng)的離子方程式為
(3)為精確測(cè)定電極上析出Cu的質(zhì)量,所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序應(yīng)是(選填下列操作步驟的編號(hào))
。
①稱量電解前電極質(zhì)量 ②刮下電解后電極上的Cu,并清洗 ③用蒸餾水清洗電解后電極 ④低溫烘干電極后稱量 ⑤低溫烘干刮下的Cu后稱量 ⑥再次低溫烘干后稱量到恒重。
(4)已知電子的電量為1.6×10-19C,試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式
NA= 。
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13.以鉑電極電解CuCl2溶液,當(dāng)電流強(qiáng)度為a安培,通電時(shí)間為t分鐘,陰極增重W克,在陽極得V L(標(biāo)況)純凈氣體,則阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算式為(1個(gè)電子電量為q庫侖,銅的相對(duì)原子質(zhì)量為M) ( )
A.32at/qw B.672at/Vq C.30Mat/qw D.無法列式
12.(99湖北)用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重a g時(shí),在陽極上同時(shí)產(chǎn)生b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),從而可知M的原子量為
A 22.4ax/b B 11.2ax/b C 5.6ax/b D 2.5ax/b
11.(98貴州)用惰性電極電解CuCl2和Cu(NO3)2的混和溶液(濃度均為0.01mol/L)500mL,當(dāng)陰極析出0.48克銅時(shí),標(biāo)準(zhǔn)狀況下陽極產(chǎn)生的氣體體積約為( )
A、0.224L B、0.336L C、0.14L D、0.24L
10.(97浙江)在一定溫度下,電解硫酸鉀飽和溶液,當(dāng)陽極產(chǎn)生a摩氣體時(shí),溶液中析出W克晶體(不含結(jié)晶水),設(shè)電解過程中溫度保持不變,則剩余溶液的溶質(zhì)的分?jǐn)?shù)為( )
A.
B.
C.
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