題目列表(包括答案和解析)
14.(2010·深圳期末)某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山。礦石的主要成分為:軟錳
礦:MnO2含量≥65%;Al2O3含量為4%;閃鋅礦:ZnS含量≥80%;FeS、CuS、CdS
含量各為2%。MnO2和Zn是制造干電池的原料,電解法生產(chǎn)MnO2傳統(tǒng)的工藝
主要流程為:軟錳礦加煤焙燒,用H2SO4浸出焙燒料,浸出液經(jīng)凈化然后電解,在陽
極上析出MnO2。電解制鋅的傳統(tǒng)工藝為:閃鋅礦高溫氧化脫硫再還原得到粗鋅。
2ZnS+3O22ZnO+2SO2;2C+O22CO;ZnO+COCO2+Zn。
將用熱還原法制得的粗鋅溶于H2SO4中,再電解ZnSO4溶液可生產(chǎn)純度為99.95%
的鋅。
20世紀90年代生產(chǎn)MnO2和Zn的新工藝是通過電解的方法來獲得MnO2和鋅。
試回答下列問題:
(1)已知在第①步中發(fā)生了反應(yīng):MnO2+ZnS+2H2SO4===MnSO4+ZnSO4+S↓+
2H2O。據(jù)此寫出第①步反應(yīng)中MnO2和CuS與酸反應(yīng)的離子方程式
__________________,以及Al2O3與酸反應(yīng)的離子方程式: ____________________。
(2)產(chǎn)品C為___________________________________________________________。
(3)試從環(huán)境保護和能量消耗的角度,評價20世紀90年代新工藝與傳統(tǒng)工藝相比
較有哪些優(yōu)點:
_____________________________________________________________________。
解析:(1)MnO2、ZnS、S為難溶物,H2O為弱電解質(zhì),MnSO4、ZnSO4為易溶于
水的強電解質(zhì),故第①步反應(yīng)中MnO2和CuS與酸反應(yīng)的離子方程式為:
MnO2+CuS+4H+===Mn2++Cu2++S↓+2H2O;Al2O3為難溶物,故Al2O3溶于
酸的離子方程式為Al2O3+6H+===2Al3++3H2O。(2)根據(jù)反應(yīng)③,電解時發(fā)生氧
化還原反應(yīng):Zn2++2e-===Zn,Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+,溶液中還有
SO42-、H+,故C物質(zhì)為H2SO4。(3)由題給條件可知,傳統(tǒng)工藝條件是高溫,且
會產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2、CO等氣體,新方法不需要高溫焙燒,所以對環(huán)境無熱污
染,同時節(jié)約了燃料,也無SO2、CO等氣體對環(huán)境的污染。
答案:(1)MnO2+CuS+4H+===Mn2++Cu2++S↓+2H2O
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(2)H2SO4 (3)從環(huán)境保護角度評價:無SO2對大氣的污染,無熱污染;從能量消
耗角度評價:無高溫焙燒,節(jié)約了燃料
13.粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗:
①取適量A進行鋁熱反應(yīng),產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成;②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0
mol·L-1鹽酸中,得溶液C;③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng),放出1.12 L(標(biāo)
況)氣體,同時生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì)B;④用KSCN溶液檢驗時,溶液
D不變色。
請?zhí)羁眨?/p>
(1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是___________,產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。
(2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。
(3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。
(4)若溶液D的體積仍視為0.15 L,則該溶液中c(Mg2+)為________________,
c(Fe2+)為____________。
解析:鐵與非氧化性的酸反應(yīng)只能生成亞鐵離子,不能寫成
2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑,單質(zhì)鐵與三價鐵離子反應(yīng)要注意電荷平衡。
由于A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物,可以設(shè)20 g A中MgO和
Fe2O3的物質(zhì)的量分別為x。
則(40 g·mol-1+160 g·mol-1)x=20 g
解之得x=0.10 mol
c(Mg2+)==0.67 mol·L-1
D溶液為MgCl2和FeCl2的混合溶液,根據(jù)電荷守恒
2c(Fe2+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)
c(Fe2+)=(6 mol·L-1-2×0.67 mol·L-1)÷2=2.33 mol·L-1!
答案:(1)加少量KClO3,插上Mg條并將其點燃 Fe
(2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O;MgO+2HCl===MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+===Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+===3Fe2+
(4)0.67 mol·L-1 2.33 mol·L-1
12.(2009·湘潭模擬)Ti因為具有神奇的功能,越來越引起人們的注意。常溫下鈦不
與非金屬、強酸反應(yīng)。紅熱時,卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍
工、電力等方面的必需原料。地殼中含鈦礦石之一稱金紅石(TiO2)。目前大規(guī)模
生產(chǎn)鈦的方法是:
第一步:金紅石、炭粉混合,在高溫條件下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體。
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________。
該反應(yīng)的還原劑是______________。
第二步:在氬氣的氣氛中,用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。
(1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________。
(2)簡述從上述所得產(chǎn)物中獲取金屬鈦的步驟:____________________________。
解析:化學(xué)方程式的書寫可直接根據(jù)題中給出的條件和反應(yīng)物、生成物來寫。提
取金屬鈦時,結(jié)合題目所給信息,常溫下鈦不與強酸反應(yīng),但鎂能溶解,從而選
擇鹽酸提純。
答案:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO C
(1)TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(2)加入足量鹽酸,除去過量金屬鎂,過濾,并用蒸餾水洗滌固體得金屬鈦
11.(1)生鐵是通過高爐冶煉而得,冶煉過程中一氧化碳還原赤鐵礦的化學(xué)方程式
為________________________________________________________________。
(2)鐵在一定條件下可與多種非金屬單質(zhì)反應(yīng),鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________,
鐵與硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。
解析:(1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS,氯氣為強氧化劑,將有變價的金屬氧
化為高價態(tài),硫氧化性較弱,將變價金屬氧化為低價態(tài)。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
10.(2010·安陽調(diào)研)金屬銅的提煉多從黃銅礦開始,黃銅礦在焙燒過程中主要反應(yīng)
之一的化學(xué)方程式為:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,下列說法不正確的
是 ( )
A.O2只作氧化劑
B.CuFeS2既是氧化劑又是還原劑
C.SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
D.若有1個O2分子參加反應(yīng),則反應(yīng)中共有4個電子轉(zhuǎn)移
解析:CuFeS2中Cu為+2價,F(xiàn)e為+2價,S為-2價,反應(yīng)中Cu由+2價降
到+1價,S由-2價升高到+4價,O從0價降到-2價,1 mol O2參加反應(yīng)共有
6 mol電子轉(zhuǎn)移,其中2 mol CuFeS2中Cu得2 mol電子。
答案:D
9.下列事實能說明金屬甲比金屬乙的活動性強的是 ( )
A.在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,甲原子失電子數(shù)比乙原子多
B.甲的陽離子的氧化性比乙離子強
C.甲的氫氧化物只有堿性,乙的氫氧化物為兩性
D.在甲、乙、硫酸組成的原電池中,甲為負極
解析:A選項不正確:金屬活動性越強,則金屬原子的失電子能力越強,失電子能
力和失電子數(shù)目無關(guān)。如金屬性Na>Mg>Al,表明失電子能力Na>Mg>Al,但失電子
數(shù)目顯然Na<Mg<Al;B選項不正確;陽離子的氧化性越強,則其原子的還原性越
弱;C選項不正確:如Cu(OH)2以堿性為主,而Al(OH)3具有兩性,但顯然銅的金
屬活動性小于鋁;D選項正確:在原電池反應(yīng)中,活潑金屬做負極,被氧化腐蝕。
答案:D
8.冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法、谒簹(或氫氣或一氧化碳)法
③活潑金屬置換法 ④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀
石煉銅,(Ⅱ)濕法煉銅,現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱冶煉鉻,(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂,對它們的冶
煉方法的分析不正確的是 ( )
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用② C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
解析:火燒孔雀石煉銅采取用焦炭還原的方法;濕法煉銅是活潑金屬置換法;鋁熱
冶煉鉻是采用鋁熱反應(yīng)將鉻從其化合物中置換出來;光鹵石煉鎂則采用電解的方
法,不正確的是B。
答案:B
7.下列說法正確的是 ( )
A.使元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)化成游離態(tài)的過程就是還原的過程
B.高爐煉鐵的原料有鐵礦石、焦炭和空氣。工業(yè)上就是用焦炭還原鐵礦石以制
得生鐵
C.電解熔融氧化鋁時,每還原出1 kg鋁,必有111 mol電子轉(zhuǎn)移
D.工業(yè)上常用電解NaCl水溶液的方法制取金屬鈉
解析:元素有金屬元素和非金屬元素之分,使金屬陽離子轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)的過程是
借助還原反應(yīng)。與之相反,使非金屬陰離子轉(zhuǎn)化為非金屬單質(zhì)的過程則是借助氧化
反應(yīng),如2Br-+Cl2===2Cl-+Br2。所以選項A不正確。高爐煉鐵中起還原劑作用
的是CO,而并非焦炭,B錯。Al3++3e-===Al,冶煉1 kg Al共獲得電子:n(e-)
=×3=111 mol所以C正確。D中NaCl水溶液里的H+得電子能力遠比
Na+強,所以不可能得到Na,只能得到H2。
答案:C
6.(2009·石家莊模擬)從石器、青銅器到鐵器時代,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)
展水平。下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限,之所以有先后,主要
取決于 ( )
A.金屬的導(dǎo)電性強弱 B.金屬在地殼中的含量多少
C.金屬的化合價高低 D.金屬的活動性大小
解析:從題給圖示可以歸納出金屬性越不活潑的金屬(如銅)越早被開發(fā)利用,
故選D。
答案:D
5.(2009·鐵嶺模擬)下列各種冶煉方法中,可制得相應(yīng)金屬的是 ( )
A.加熱Al2O3 B.加熱CaCO3
C.電解熔融NaCl D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱
解析:制鋁不能通過加熱,只能通過電解Al2O3;加熱CaCO3只能生成CaO;
電解熔融NaCl:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;NaCl與鋁粉高溫共熱不反應(yīng)。
答案:C
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