高中化学复习知识点电冶金.docx

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高中化学复习知识点电冶金

高中化学复习知识点：

电冶金

一、单选题

1．下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝相同的是（）

A．

B．

C．

D．

2．金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多电子，故常用来制造高性能电池。

已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是

A．电解法B．热还原法C．热分解法D．铝热法

3．电解熔融Fe2O3可制得铁。

与高炉炼铁比较，以下分析错误的是（）

A．副产品可以作工业用氧气

B．大幅度降低能耗

C．加入助熔剂，可使Fe2O3融化温度降低

D．可以制得更纯的铁

4．下列物质的制取原理错误的是（）

A．金属钠的制取：

2NaCl（熔融）

2Na+C12↑

B．金属镁的制取：

MgO+CO

Mg+CO2

C．金属铬的制取：

Cr2O3+2Al

2Cr+Al2O3

D．金属汞的制取：

2HgO

2Hg+O2↑

5．下列金属的冶炼原理中，属于热分解法的是：

A．2HgO

2Hg＋O2B．Fe3O4＋4CO

3Fe＋4CO2

C．Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4D．2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑

6．下列常见的金属中，常用电解法冶炼的是

A．FeB．CuC．MgD．Pt

7．下列叙述不正确的是（）

A．锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率

B．镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀

C．电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极

D．冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解

8．下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（）

A．NaB．CuC．FeD．Ag

9．工业上冶炼金属钠，通常采用的方法是

A．热分解法B．热还原法C．结晶法D．电解法

10．下列物质的制备，不符合工业生产实际的是

A．工业上用电解熔融氯化镁制单质镁

B．工业上用电解饱和食盐水制氯气

C．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接制得高纯度的硅

D．工业上炼铁时，常用石灰石除去铁矿石中的SiO2

二、综合题

11．铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及其化合物在生产生活中的应用十分广泛。

（1）铝原子最外层电子排布式是________，铝原子核外有___种能量不同的电子。

（2）1827年，德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了金属铝。

不用钾与氯化铝溶液制铝的理由是_________；现代工业炼铝是以Al2O3为原料，与冰晶石（Na3A1F6）在熔融状态下进行电解，其阴极电极反应式为___________________________。

（3）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。

如：

2Al+4BaO

3Ba↑+BaO·Al2O3，用化学平衡移动原理解释上述方法可制取金属Ba的原因是________。

（4）LiAlH4由Li+、A1H4-构成，是有机合成中常用的试剂，LiAlH4在125℃分解为LiH、H2和Al。

①比较Li+、H-、Al3+、H+离子半径大小____________。

②写出LiAlH4分解的方程式（需配平）_______，若反应生成3.36L氢气（标准状况下），则有____g铝生成。

③LiAlH4与乙醛反应可生成乙醇，推断LiAlH4是反应的_________剂。

12．元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：

（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是_______________。

a．原子序数和离子半径均减小b．金属性减弱，非金属性增强

c．氧化物对应的水合物碱性减弱，酸性增强d．单质的熔点降低

（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为___________，氧化性最弱的简单阳离子是___。

（3）已知：

化合物

MgO

Al2O3

MgCl2

AlCl3

类型

离子化合物

离子化合物

离子化合物

共价化合物

熔点/℃

2800

2050

714

191

工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是___________________________；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_________________________________________。

（4）晶体硅（熔点1410℃）是良好的半导体材料。

由粗硅制纯硅过程如下：

写出SiCl4的电子式：

____________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：

_______________________________。

（5）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是_______。

a．NH3b．HIc．SO2d．CO2

（6）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1:

1。

写出该反应的化学方程式：

____________。

参考答案

1．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．工业上用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠，与冶炼金属铝的方法相同，A项正确；

B．湿法炼铜属于置换反应，与冶炼铝的方法不同，B项错误；

C．工业上用热还原法冶炼金属铁，与冶炼铝的方法不同，C项错误；

D．工业上用热分解法冶炼金属银，与冶炼铝的方法不同，D项错误；

答案选A。

【点睛】

从这道题同学们也能感受出，银、铜的冶炼难度较低，铁的冶炼难度一般，而铝的冶炼难度最大，这也是为什么人类历史上先使用铜、银后使用铁，而铝的大规模使用是上个世纪才开始的。

2．A

【解析】

【详解】

常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法和热分解法等，Na、Mg都很活泼，常用电解法冶炼，而Li活泼性介于Na与Mg之间，则Li也应采用电解法冶炼，故选A。

3．B

【解析】

【分析】

电解熔融Fe2O3，阳极发生还原反应生成氧气，阴极发生还原反应生成铁单质。

【详解】

A.阳极产生的氧气可以作工业用氧气，故A正确；

B.电解熔融Fe2O3需要大量热能和电能，不能降低能耗，故B错误；

C.助熔剂可使Fe2O3融化温度降低，减少热能消耗，故C正确；

D.电解熔融Fe2O3，无其他物质参与反应，制得的铁更加纯净，故D正确；

故答案为B。

4．B

【解析】

【详解】

A．钠的性质活泼，用电解熔融氯化钠的方法制取，故A正确；

B．金属镁性质活泼，用电解熔融氯化镁的方法制取，故B错误；

C．金属铬熔点较高，活泼性弱与铝，可以用铝热反应制取，故C正确；

D．汞性质不活泼，用热分解氧化物的方法制取，故D正确；

故选：

B。

【点睛】

根据金属的活动性强弱选择合适的冶炼方法，一般来说，活泼金属用电解法，较活泼金属用热还原法，不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼。

5．A

【解析】

【详解】

A．冶炼Ag、Hg采用热分解法，即该方法为热分解法，故A正确；

B．冶炼铁采用热氧化还原反应法，故B错误；

C．铁的活泼性强于铜，该反应属于湿法冶炼铜，故C错误；

D．冶炼钠等活泼金属采用电解法冶炼，所以该方法属于电解法，故D错误；

故选A。

【点睛】

金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法；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，物理分离法：

Pt、Au用物理分离的方法制得；注意铝不能采用电解氯化铝的方法冶炼，因为氯化铝属于分子晶体，氯化铝熔融状态不导电，为易错点。

6．C

【解析】

【分析】

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Al2O3）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：

冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得。

【详解】

A．Fe用热还原法冶炼，故A不选；

B．Cu用热还原法冶炼，故B不选；

C．Mg的性质很活泼，用电解其氯化物的方法冶炼，故C选；

D．Pt用热分解法冶炼，故D不选；

故答案选C。

7．B

【解析】

【详解】

A．锌置换出铜，锌、铜和稀硫酸构成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应速率，故A正确；

B．白铁（镀锌的铁）中，镀层破损后，Zn为负极，被腐蚀的是Zn，Fe被保护，马口铁（镀锡的铁）中，Fe为负极，被腐蚀的是Fe，Sn被保护，所以镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）铁更耐腐蚀，故B错误；

C．电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，故C正确；

D．氧化铝熔点很高，电解氧化铝时，为降低熔点，可加入液态冰晶石中成为熔融体后电解，故D正确；

故答案为B。

8．A

【解析】

【分析】

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Al2O3）制得；冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有（C、CO、H2等）；冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得。

【详解】

A．Na的性质很活泼，用电解其氯化物的方法冶炼，故A正确；

B．Cu用热还原法冶炼，故B错误；

C．Fe用热还原法冶炼，故C错误；

D．Ag用热分解法冶炼，故D错误；

故选A。

【点睛】

本题考查金属冶炼的一般方法和原理，根据金属的活泼性采用相应的冶炼方法。

9．D

【解析】

【详解】

根据金属的活动性顺序可知，常见的金属冶炼方法有电解法、热还原法、热分解法等，活泼性不同的金属用不同的冶炼方法，特别活泼的金属如K、Ca、Na、Mg、Al用电解的方法冶炼，故合理选项是D。

10．C

【解析】

【详解】

A．工业上用电解熔融氯化镁的方法制取镁，可用于工业生产，故A不符合题意；

B．用电解饱和食盐水制氯气，氢离子和氯离子放电，可用于工业生产，故B不符合题意；

C．二氧化硅和与碳在高温下发生置换反应，生成一氧化碳和粗硅，得不到高纯度硅，故C符合题意；

D．炼铁时，石灰石中的碳酸钙在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去铁矿石中的二氧化硅，可用于工业生产，故D不符合题意；

故选C。

11．3s23p15钾先与水反应生成KOH，KOH再与氯化铝反应生成氢氧化铝，无法得到单质铝Al3++3e-=Al利用Ba的沸点比Al的低，Ba以气体逸出，使平衡右移Al3+＞H-＞Li+＞H+2LiAlH4

2LiH＋2Al＋3H2↑2.7g还原剂

【解析】

【分析】

【详解】

（1）Al原子核外有13个电子，基态Al原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，铝原子最外层电子排布式是3s23p1；铝原子核外有1s、2s、2p、3s、3p五种能量不同的电子，即铝原子核外有5种能量不同的电子。

（2）钾跟氯化铝溶液反应时，K先与水反应生成KOH，KOH与氯化铝反应得到氢氧化铝沉淀，不能制得铝；电解熔融Al2O3生成铝和氧气，阴极电极反应式为Al3++3e-=Al。

（3）Ba的沸点比Al的低，在2Al+4BaO

3Ba↑+BaO·Al2O3反应中Ba以气体逸出，使平衡右移，从而可制取金属Ba。

（4）①Al3+有2个电子层，Li+、H-具有相同的电子层结构且只有1个电子层，H+核外没有电子，根据“层多径大，序大径小”，离子半径由大到小的顺序为Al3+＞H-＞Li+＞H+ ；

②根据题意，LiAlH4分解的方程式为2LiAlH4

2LiH＋2Al＋3H2↑；标准状况下3.36L氢气物质的量为0.15mol，根据方程式，有0.1mol铝生成，生成Al的质量为2.7g。

③乙醛反应生成乙醇，乙醛发生了加氢的还原反应，说明LiAlH4是反应的还原剂。

12．b氩Na+（钠离子）MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本AlCl3是共价化合物，熔融态难导电

SiCl4（g）+2H2（g）

Si（s）+4HCl（g）∆H=+0.025kJ•mol‾1b

【解析】

【分析】

（1）根据同一周期中元素周期律内容进行解答；

（2）第三周期中，次外层电子数为8，原子最外层电子书与次外层电子数相同，则该元素为氩；第三周期中简单阳离子为钠离子、镁离子和铝离子，金属的还原性越强，对应离子的氧化性越弱；

（3）根据表中金属化合物的熔点高低、化合物类型进行分析；

（4）四氯化硅为共价化合物，化学式中存在4个硅氯键；根据题中数据及热化学方程式的书写方法写出该反应的热化学方程式；

（5）浓硫酸具有强氧化性、酸性，P2O5是非氧化性干燥剂，然后结合各选项中气体的性质进行判断；

（6）根据题干信息判断该无氧酸盐为氯化钾，再根据化合价变化判断另一种无氧酸盐名称，最后根据化合价升降相等配平即可。

【详解】

（1）a．原子半径和离子半径均减小；第三周期中，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，而离子半径需要根据阴阳离子进行讨论，阳离子只有2个电子层，随着核电荷数在增大，半径逐渐减小，而阴离子有3个电子层，随着核电荷数的增加逐渐减小，但是阴离子半径整体大于阳离子半径，从阴离子到阳离子，半径在减小，故a错误；

b．金属性减弱，非金属性增强；同一周期中，随着核电荷数的递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，故b正确；

c．最高价氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强，故c错误；

d．金属单质的熔点降低，即Na＜Mg＜Al＜Si（原子晶体），而非金属单质是分子晶体，熔点比金属单质低，整体趋势是Si＞Al＞Mg＞S＞Na＞P＞Cl2＞Ar，故d错误；

故答案为：

b；

（2）原子最外层电子书与次外层电子数相同，而第三周期中次外层电子为8，该元素原子结构示意图为：

，则该元素为氩；金属的还原性越强，对应离子的氧化性越弱，所以第三周期中氧化性最弱的为Na+；

故答案为：

氩；Na+；

（3）由于氧化镁的熔点远远大于氯化镁的熔点，熔融时消耗更多能量，增加生成成本，所以工业制镁时，采用电解MgCl2而不电解MgO；由于氯化铝为共价化合物，熔融状态下氯化铝难导电，制锅时电解Al2O3而不电解AlCl3；

故答案为：

MgO的熔点高，熔融时消耗更多能量，增加生产成本；氯化铝是共价化合物，熔融态氯化铝难导电；

（4）四氯化硅为共价化合物，氯原子和硅原子都达到8个电子，四氯化硅的电子式为：

；1.12kg纯硅的物质的量为：

=40mol，生成40mol硅吸收akJ热量，则生成1mol硅吸收的热量为：

=0.025akJ，所以四氯化硅气体与氢气反应生成单质硅和氯化氢的热化学方程式为：

SiCl4（g）+2H2（g）

Si（s）+4HCl（g）∆H=+0.025kJ•mol-1；

故答案为：

；SiCl4（g）+2H2（g）

Si（s）+4HCl（g）∆H=+0.025kJ•mol-1；

（5）浓硫酸具有强氧化性、酸性，不能干燥具有还原性、碱性的气体，所以选项中不能用浓硫酸干燥的为a．NH3，b．HI，而P2O5是非氧化性干燥剂，不能干燥碱性气体，可以干燥碘化氢，所以b正确；

故答案为：

b；

（6）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：

1，则该无氧酸为KCl，KCl中氯元素化合价为-1，说明氯酸钾中氯元素化合价降低，则另一种含氧酸盐中氯元素化合价会升高，由于氯酸钾中氯元素化合价为+5，则氯元素化合价升高只能被氧化成高氯酸钾，根据氧化还原反应中化合价升降相等配平该反应为：

；

故答案为：

。