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1、电解法:(熔融):活泼金属(K~Al)的冶炼常采用电解它的熔盐或氧化物的方法。 3、加热法:用于冶炼不活泼金属Hg、Ag 4、湿法:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu↓ 二、溴的制取 1、工业制溴(以海水为原料) Ⅰ、通Cl2气将化合态的溴氧化成单质溴:Cl2 2 Br- === 2 Cl- Br2 Ⅱ、以硫酸酸化,NaBr与NaBrO3发生反应,结果化合态的溴转化为溴单质 5Br- BrO3- 6H ═══ 3Br2 3H2O 2、实验室制溴一般用NaBr、浓H2SO4、MnO2共热,即: 2NaBr 2H2SO4(浓) MnO2 典例剖析 【例1】冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜;现代有(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法的分析不正确的是 A、(Ⅰ)用① B、(Ⅱ)用② C、(Ⅲ)用③ D、(Ⅳ)用④ 解析:对于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) (Ⅳ)先从光卤石中提取MgCl2 ,再电解MgCl2 ,MgCl2 综上分析,本题答案为B。 【例2】海水是取之不尽的化工原料资源,从海水中可提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图:
试回答下列问题: 1、粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用试剂为:A 盐酸;B BaCl2溶液;C NaOH溶液;D Na2CO3溶液。加入试剂的顺序是 。 2、电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上发生的反应为 。 3、由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时,MgCl2·6H2O晶体在 气氛中加热脱水,该气体的作用是 。 4、电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列 气体中冷却。 A H2 B N2 C CO2 D O2 解析: 1、B C D A或C B D A 该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2+、Mg2+、SO42-时,不能带入杂质离子。所以,解此题的要害是把握好加入离子的顺序:①Ba2 必须在CO32-之前加入;②CO32-、OH-必须在H 之前加入,所以B、C不分先后,而D、A本身既分前后,又必须放在B、C之后才能满足条件。 2、2Cl--2e→Cl2 变大 4480 措施是向电解液中通入一定量的HCl气体 电解饱和食盐水时,与正极相连的阳极发生的反应是2Cl--2e—→Cl2,与负极相连的阴极发生的反应是:2H++2e—→H2。H 不断消耗,使得溶液中[OH-]增大,pH变大。电解中外溢的是Cl2、H2,所以要确保原溶液浓度不变,只能向体系中通入一定量的HCl气体以补足损失的H、Cl原子。易错处是加入盐酸,使溶液浓度变小。 3、HCl 抑制水解平衡MgCl2+H2O 4、A 【例3】(2004年全国高考)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验: ①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成; ②另取20g A全部溶于0.15 L 6.0mol·L-1盐酸中,得溶液C; ③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12L(标况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B; ④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色; 请填空: (1)①中引发铝热反应的实验操作是 。产物中的单质B是 。 (2)②中所发生反应的反应的化学方程式是 。 (3)③中所发生的各反应的离子方程式是 。 (4)若溶液D的体积仍视为0.15 L,则该溶液中c(Mg2+)为 ,c(Fe2+)为 。 解析:MgO不能与铝发生置换反应,所以①发生的反应是Fe2O3 2Al ②中发生的反应是Fe2O3 6HCl=2FeCl3 3H2O,MgO 2HCl=MgCl2 H2O ③中发生的反应是Fe 2FeCl3=3FeCl2,Fe 2HCl=FeCl2 H2↑ ④中加入KSCN溶液不变色,说明Fe3 完全被还原为Fe2+,溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。根据题 意假设20g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x,则:40g·mol-1 x 160 g·mol-1 x=20g,解得x=0.1mol。 溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量,c(Mg2≠)= 反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中,Cl-守恒,所以溶液D中 n(Cl-)=n(Mg2+)×2 n(Fe2 )×2= 6.0mol·L-1×0.15 L=0.9mol n(Fe2+)= 所以c(Fe2+)= 答案:(1)加少量KClO3,插上镁条并将其点燃;Fe(2)Fe2O3 6HCl=2FeCl3 3H2O,MgO 2HCl=MgCl2 H2O(3)Fe 2H+=Fe2+ H2↑;Fe 2Fe3+=3Fe2+(4)0.67 mol·L-1;2.3 mol·L-1 【例3】某化学课外小组用海带为原料制取了少量的碘水。现有CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离出两种溶液。其实验操作可分解为如下几步: (1)正确的操作顺序是: _____→_____→_____→(A)→(G)→_____→(E)→(F)。(用编号字母填写)。 (2)上述(E)步骤的操作应注重:________________________________________。 (3)能用CCl4萃取碘的原因是__________________________________________。 解答:⑴(C)(B)(D)(A)(G)(H)(E)(F) ⑵使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不让上层液体流出使漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗里液体能顺利流出⑶CCl4与水互不相溶,而且碘在CCl4中的溶解度比在水中的大得多⑷苯及四氯化碳都是典型的有机溶剂,都能溶解溴,且都不溶于水,因而都可做溴的萃取剂,而酒精、碘化钾都溶于水,不能与水分层,所以不能做溴水的萃取剂,选(C)、(D)。 知能练习 一、选择题 1、我国古代湿法炼铜的反应原理是( ) A、 C、 2、人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间顺序是( ) A、铜、铁、铝、钛 B、铁、铝、钛、铜 C、铜、铁、钛、铝 D、铁、铜、铝、钛 3、某地区一座大型钢铁厂搬迁后,四周居民将不再受到该厂生产的红棕色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物中可能含有( ) A、FeO粉尘 B、 4.在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的一组金属是( ) A.Na、Mg、Al B.Na、K、Zn、Fe C.Zn、Fe、Cu、Ag D.Mg、Al、Zn、Fe 5.单质A从B的盐溶液中置换出单质B,则下列说法中不正确的是( ) A.当A、B都是金属时,A一定比B的金属活动性强 B.当A、B都是非金属时,A一定比B的非金属活动性强 C.当A是金属时,B可能是金属,也可能是非金属 D.当A是非金属时,B可能是金属,也可能是非金属 6.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;④将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是( ) A.此法的优点之一是原料来源丰富 B.进行①、②、③步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C.第④步电解时会产生氯气 D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和复分解反应 7.化学“家庭小实验”是利用家庭日常生活用品进行化学学习和探究的活动。下列实验能利用家庭日常生活用品进行的实验是( ) ①证实马铃薯中含有淀粉;②除去热水瓶中的水垢;③检验自来水是否为硬水;④淀粉溶液具有丁达尔现象 A.①②③④ B. ①③④ C. ①②③ D. ①②④ 8.已知在溶液中IO3-可和I-发生反应: A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦ 9、在炼铁和炼钢的过程中都有碳参加反应,下列有关碳参加反应的叙述错误的是( ) A、两个过程中,碳原子都是被氧化,都只起着供热源的作用 B、炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作用,又起产生一氧化碳的作用 C、炼钢过程中,碳参加反应,从而达到降低含碳量的作用 D、炼钢过程中,碳作还原剂,被氧化 10、下列变化属于化学变化的是( ) A、干馏 B、分馏 C、蒸馏 D、萃取 11、下列金属中,既可以用解法,又可以用电解法制取的是( ) A、Na B、Fe C、Ag D、Cu 12、甲、乙、丙三种溶液中各有一种 A、 13、Mg、Al两种金属分别跟同体积,同浓度的稀硫酸反应,同温同压下生成氢气的体积相同,则Mg、Al两种金属之间的量的关系一定正确的是( ) A、两个反应电子转移数目相等 B、加入Mg、Al的质量比为4:3 C、金属溶解的物质的量相等 D、加入的两种金属质量不等 二、填空题 14、在使用蒸馏烧瓶蒸发液体时,通常要放少量 ,以防止 。蒸馏烧瓶中所所盛放的液体不能超过蒸馏烧瓶容积的 ,不少于 。 15.铜在自然界多以 1价矿石存在,因为在固态非凡是高温下 1价铜的化合价比 2价稳定。从辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是:将矿石高温通空气焙烧,生成两种氧化物。将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧的矿石,混合后隔绝空气再进行高温燃烧,结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体。这两个反应的化学方程式为: ________________________________, __________________________。 16、海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素.碘元素以碘离子的形式存在.实验室里从海 藻中提取碘的流程如下图: (1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称: ①________________________________________________________________________. ②________________________________________________________________________. (2)提取碘的过程中.可供选择的有机试剂是_______________. A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油 (3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液.实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品.尚缺少的玻璃仪器是____________. (4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液.还需要经过蒸馏.观察上述实验装置指出 其错误之处.并加以改正。 (5)进行上述蒸馏操作时.使用水浴的原因是________________________________.最后晶 态碘在______________里聚集。 17、“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子)。若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁。”假如要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低。流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。 表1: 生成氢氧化物沉淀的pH值
| 物质
| 开始沉淀
| 沉淀完全
| Fe(OH)3
| 2.7
| 3.7
| Fe(OH)2
| 7.6
| 9.6*
| Mn(OH)2
| 8.3
| 9.8
| Mg(OH)2
| 9.6
| 11.1 |
*)注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去。所以常将它氧化成为Fe3+ ,生成Fe(OH)3沉淀而去除之。
表2: 化学试剂价格表
试剂
价 格 (元/吨)
漂液(含NaClO 25.2%)
450元
H2O2(30%)
2400元
NaOH(固 98%)
2100元
Na2CO3 (固 99.5%)
600元
卤块(MgCl2 , 30%)
310元
请填写出以下空白:
(1)在步骤②加入的试剂X,最佳选择应是 ,其作用是 。
(2)在步骤③加入的试剂Y应是 ;之所以要控制pH=9.8,其目的是 。
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是: 。
参考答案:
1、C2、A3、C4、A5、D6、D7、A8、B9、A10、A11、C12、A13、A
14、碎瓷片,暴沸 ,2/3 ,1/3
15、 Cu2S O2 Cu2O SO2 Cu2O Cu2S
6Cu SO2↑
16、(1)①过滤 ②萃取和分液(2)B (3)漏斗、分液漏斗(4)①缺石棉网 ②
温度计的水银球不应插入液体中 ③冷凝管进出水的方向颠倒。(5)使蒸馏瓶均匀受热、控制温度不过高 蒸馏烧瓶
17、(1)漂液(NaClO),其作用是将亚铁离子氧化成铁离子。
(2)在步骤③加入的试剂y应是NaOH,之所以要控制PH=9.8,其目的使除Mg2 以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀以便过滤除去
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是:MgCO3 H2O CO2↑ Mg(OH)2↓
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