题目内容

下列金属冶炼的反应原理，错误的是（　　）
A、2Al2O3
 电解 
.
 
4Al+3O2↑
B、2HgO
  △  
.
 
2Hg+O2↑
C、CuO+CO
 高温 
.
 
Cu+CO2
D、CaO+H2
  △  
.
 
Ca+H2O
分析：金属冶炼的方法主要有：热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：2HgO
  △  
.
 
2Hg+O2↑
热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，
例如：Fe2O3+3CO
  △  
.
 
2Fe+CO2↑
电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：2Al2O3
   电解   
.
冰晶石
4Al+3O2↑，根据金属的活动性选取相应的冶炼方法．
解答：解：A、Na、Mg、Al等活泼金属采用电解法冶炼制备，电解氧化铝可以制的金属铝，故A正确；
B、Hg、Ag等不活泼金属采用热分解法冶炼，加热氧化汞可以获得金属汞，故B正确；
C、Fe、Zn、Cu等中等活泼金属用热还原法冶炼，故C正确；
D、金属钙的冶炼采用电解法，不能采用还原法，故D错误．
故选D．
点评：本题考查学生金属的冶炼方法，可以根据所学知识进行回答，难度不大．
练习册系列答案
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不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，早在1812年瑞典化学家贝采里乌斯根据大量实验现象首先提出了金属活动顺序的概念，后来俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究之后，于1865年发表了金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au．
（1）金属活动性顺序是学习“金属及其化合物”的重要工具，许多“金属及其化合物”的知识规律可以通过金属活动性顺序来掌握．例如，工业上冶炼金属，根据金属活动性顺序可以采用不同的冶炼方法．其中可以用“热分解法”冶炼的金属是
Hg
Hg
、
Ag
Ag
．
工业上又常用下列反应进行金属钾的冶炼：Na+KCl
 高温 
.
 
K↑+NaCl，似乎“违背”了金属活动性顺序，试解释钠能将更活泼的钾置换出来的原因
该反应为可逆反应，及时抽出钾蒸气，导致平衡不断正向移动
该反应为可逆反应，及时抽出钾蒸气，导致平衡不断正向移动
．
（2）在实践中发现还有许多化学事实“违背”金属活动性顺序，但这些“反常”现象都可以通过化学原理得到合理解释．某学生在做探究实验时，把锌粒投入1mol?L-1氯化铁溶液中，观察到如下实验现象：锌粒表面有一定量气泡产生，溶液颜色逐渐变浅，一段时间后溶液逐渐浑浊，试用相关反应方程式进行解释
Zn+2Fe3+═Zn2++2Fe2+
Zn+2Fe3+═Zn2++2Fe2+
、
3Zn+2Fe3++6H2O═2Fe（OH）3↓+3H2↑+3Zn2+[或Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，Zn+2H+═Zn2++H2↑，或写化学方程式也可以]
3Zn+2Fe3++6H2O═2Fe（OH）3↓+3H2↑+3Zn2+[或Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，Zn+2H+═Zn2++H2↑，或写化学方程式也可以]
．
（3）研究金属活动性顺序还可以指导对金属阳离子氧化性强弱的认识，工业上用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板．
①请根据金属活动性顺序结合该反应原理，比较Cu2+、Fe3+、Fe2+的氧化性强弱
Fe3+＞Cu2+＞Fe2+
Fe3+＞Cu2+＞Fe2+
．
②请运用原电池原理设计实验验证Cu2+、Fe3+氧化性强弱的结论．
方案：
铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生，铜棒不断溶解，溶液由黄色变为蓝色或蓝绿色
铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生，铜棒不断溶解，溶液由黄色变为蓝色或蓝绿色
．
右图表示各物质之间的转化关系．已知化合物A与B的组成元素相同，在常温下均呈液态；丙与丁的组成元素也相同，其相对分子质量均相差16n，n≥1．D与F是常见的固体单质，且块状的D、F与甲的浓溶液在常温作用都无明显现象，加热时有大量气体产生．乙中所含的某种元素是治疗贫血药物的主要成分，G可以作耐高温材料．（相关转化部分反应条件和生成物未标出）．请回答下列问题：

（1）A的结构式为
H-O-O-H
H-O-O-H
，在工业生产中E到D的反应用途是
焊接铁轨或冶炼金属
焊接铁轨或冶炼金属
（写一种）．
（2）若反应①除生成甲外，还生成丙，写出过量D与甲的稀溶液反应时的离子方程式：
3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O
3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O
．
（3）以D、F为电极．NaOH溶液为电解质溶液可以组成原电池．该原电池负极的电极反应式为
Al-3e-+4OH-=4AlO2-+2H2O
Al-3e-+4OH-=4AlO2-+2H2O
．现利用此装置电解CuSO4溶液（用惰性电极），电解一段时间后，阴阳两极产生的气体在标准状况下都是2.24L．请写出阳极的电极反应式：
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；若电解前CuSO4溶液的体积为200mL，则其物质的量浓度是
0.5mol/L
0.5mol/L
．
（4）若A与丙可以化合生成甲；甲的稀溶液和浓溶液分别与D在一定条件下反应可以生成组成组成元素完全不同的两种气体和其他物质．请写出A与丙化合生成甲的化学反应方程式：
H2O2+SO2=H2SO4
H2O2+SO2=H2SO4
．含有D元素的一种新型无机高分子材料高效净水剂[AlD（OH）4Cl2]m与过量浓盐酸可以反应，其反应的化学方程式为
[AlFe（OH）4Cl2]m+4mHCl=mAlCl3+mFeCl3+4mH2O
[AlFe（OH）4Cl2]m+4mHCl=mAlCl3+mFeCl3+4mH2O
．
有关元素X、Y、Z、D、E的信息如下
元素 有关信息
X 元素主要化合价为-2，原子半径为0.074nm
Y 所有主族序数与所在周期序数之差为4
Z 原子半径为0.102nm，其单质在X的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
D 最高价氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱
E 单质是生活中常见金属，其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏
用化学用语答下列问题：
（1）E在元素周期表中的位置为
第四周期第Ⅷ族
第四周期第Ⅷ族
；Z的氢化物电子式为

（2）沸点：硒化氢
＜
＜
X的氢化物（填“＞”或“＜”）．
X、Y、D形成的简单离子的半径由大到小为
Cl-＞O2-＞Al3+
Cl-＞O2-＞Al3+
．
（3）X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质，其反应的化学方程式为
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
，D的最高价氧化物溶于强碱的离子方程式为
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
．
（4）E元素与Y元素可形成EY2和 EY3两种化合物，下列说法正确的是（填序号）
①②③
①②③
．
①保存EY2溶液时，需向溶液加入少量E单质
②EY2、E2Y3均能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和EY3溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒
④向煮沸的NaoH溶液中滴加几滴饱和EY3溶液，可以制得胶体
（5）右图所示物质均为常见化合物，其中甲为上述五种元素中的两种组成，乙在常温下为液态，工业上常用电解戊冶炼金属，则甲与乙发生反应的化学方程式
AlCl3+3H2O
 △ 
.
 
Al（OH）3+3HCl↑
AlCl3+3H2O
 △ 
.
 
Al（OH）3+3HCl↑
．
工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的
bc
bc
吸收．
A．浓H2SO4　B．　氨水　　　C．NaOH溶液　　 D．稀HNO3
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，检验溶液中还存在Fe2+的方法是
取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
（注明试剂、现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为
3Cu2O+2Al
 高温 
.
 
Al2O3+6Cu
3Cu2O+2Al
 高温 
.
 
Al2O3+6Cu
．
（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是
ac
ac
．
a．粗铜接电源正极，发生氧化反应　　　　　　　　　 b．溶液中Cu2+向阳极移动
c．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属　　         d．电能全部转化为化学能
（5）利用反应2Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O可制得CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为
2H++H2O2+2e-=2H2O
2H++H2O2+2e-=2H2O
．
（1）冶炼金属常用以下几种方法：①还原法，②电解法，③热分解法．下列金属各采用哪种方法还原最佳．（用序号填写下列空白．）
Ⅰ．Fe、Zn、Cu等中等活泼金属
 
．
Ⅱ．Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属
 
．
Ⅲ．Hg、Ag等不活泼金属
 
．
（2）写出以锌片、铜片为两极，稀硫酸溶液为电解质溶液组成的原电池的电极反应式：
负极：
 
；正极：
 
．

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