Question

11．（1）写出下列冶炼金属的化学反应方程式：
①用红锌矿（ZnO）冶炼锌CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂；
②用磁铁矿（Fe₃O₄）冶炼铁4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
③用食盐（NaCl）冶炼钠2NaCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
（2）高温灼烧孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物可得到一种紫红色光泽的金属，其反应的化学方程式为Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（3）用纯净的铝土矿（Al₂O₃）、冰晶石和二氧化锰作原料可制取金属锰（冰晶石作Al₂O₃的溶剂），其化学反应方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑；4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃．
（4）请简述几种常见的防止金属腐蚀的方法发蓝、覆盖保护层、电化学保护法 （不低于三种）．

Answer 1

分析 （1）金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法．
电解法：冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物（Al是电解熔融的三氧化二铝）制得；
热还原法：冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有（C、CO、H₂等）；
热分解法：Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得；
（2）高温灼烧孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物，可得到一种紫红色光泽的金属为铜，Cu₂（OH）₂CO₃为受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，氧化铜与碳反应生成铜和二氧化碳；
（3）铝为活泼金属用电解氧化铝制备铝，可以用铝热反应来冶炼金属锰；
（4）金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，影响金属腐蚀的因素分为金属的本性和介质两个方面；通常采用的防止发生腐蚀方法有：改变金属内部组织结构、在金属表面覆盖保护层和电化学保护法，据此进行解答．

解答 解：（1）由Fe、Zn、Cu等中等活泼金属用热还原法，即以C、CO或H₂做还原剂还原．
①用红锌矿（ZnO）冶炼锌，用热还原法，该反应的化学反应方程式为：CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂，
故答案为：CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂；
②用磁铁矿（Fe₃O₄）冶炼铁，铁用热还原法，该反应的化学反应方程式为：4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
故答案为：4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
③Na是活泼金属，工业上采用电解熔融NaCl的方法冶炼，该反应的化学反应方程式为：2NaCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（2）高温灼烧孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物，Cu₂（OH）₂CO₃受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，反应的化学方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，在高温条件下，碳能与氧化铜反应，生成了铜和二氧化碳，反应的方程式是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
故答为：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）用纯净的铝土矿（Al₂O₃）、冰晶石和二氧化锰作原料可制取金属锰：高温下电解氧化铝的熔融物可以得到金属铝2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑，利用铝热反应：金属铝和二氧化锰之间的反应来冶炼金属锰，即2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑；4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃；
（4）金属的腐蚀与金属自身的化学性质有关，一般来讲，化学性质比较活泼的金属容易被腐蚀，另外金属的腐蚀还与金属所处的环境因素有关，影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面；所以防止金属腐蚀的方法有很多种，如：改变金属内部组织结构，如合金、发蓝，在金属表面覆盖保护层，如：在铁制品表面涂矿物性油、油漆或烧制搪瓷、喷塑等，还可以利用电化学保护法，如将金属与外加电源的负极相连等，
故答案为：发蓝、覆盖保护层、电化学保护法．

点评 本题考查金属的冶炼，掌握电解法、热还原法、热分解法的适用对象，注意知识的归纳和梳理是关键，题目难度中等．