2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练63电冶金工艺含解析

电冶金工艺

一、单选题（共14题）

1．下列有关金属冶炼的原理，错误的是

A． B．

C．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

2．下列说法正确的是

A．工业上通常以食盐为原料制备纯碱、烧碱和氯气等

B．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接得到高纯度的硅

C．工业制硫酸时，在接触室被氧化为，则在吸收塔用水吸收得到浓硫酸

D．工业上用焦炭直接还原氧化铁冶炼金属铁

3．海洋中有丰富的“食品、矿产、能源、药物和水产资源”等，下列说法正确的是

A．第①步中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入药品的顺序为：Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、过滤后加盐酸

B．工业上通过电解氯化钠溶液制取金属钠

C．第③步到第⑤步的目的是为了富集溴元素

D．第④步离子方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+2H++SO

4．用海水晒盐后苦卤可生产金属Mg，过程如图，下列说法正确的是

苦卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)→MgCl2(s)Mg

A．电解熔融MgCl2在阴极可得Mg

B．将MgCl2溶液蒸干可得无水MgCl2

C．反应Mg2+(aq)+Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+Mg(OH)2(s)的K=

D．常温下，Mg(OH)2溶于盐酸所得MgCl2溶液中c(H+)•c(OH-)＜10-14

5．下列有关海水中提取镁的说法不正确的是

A．得到Mg(OH)2沉淀的化学反应方程式为Ca(OH)2 +MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2

B．加入盐酸，Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正向移动

C．在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁

D．电解熔融氯化镁时金属镁在阴极析出

6．下列说法正确的是

A．工业上常用电解NaCl溶液的方法制取金属Na

B．工业上用热还原法制取Fe时常以H2作还原剂

C．热分解法一般只适用于金属活动性弱于H的金属

D．铝热反应时不需要打磨去除Mg带表面的氧化膜

7．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是

A．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法

B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物

C．三者对应的氧化物均为碱性氧化物

D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al

8．下列物质的制备，不符合工业生产实际的是

A．工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉 B．工业上用电解饱和食盐水制备氯气

C．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得高纯硅 D．工业上用电解熔融氧化铝制备单质铝

9．图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极，X与电源正极相连，Y 与电源负极相连)微观示意图。下列说法错误的是()

A．图示中 代表的离子是氯离子

B．图a 中氯化钠固体不能导电

C．图 c 中 Y 上的电极产物为 Na

D．b、c 装置中，X 电极上的产物相同

10．下列叙述正确的是

A．胶体与其它分散系的本质区别是胶体能够产生丁达尔现象

B．工业上可以用氨水吸收尾气中的CO2来捕捉碳，降低温室效应

C．自然界中含有大量的游离态的硅，纯净的硅晶体可用于制作计算机芯片

D．工业上通常用电解钠、镁、铝对应的氯化物制得该三种金属单质

11．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；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)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④

12．类推思维是一种常用的思维方法。下列类推结论正确的是

A．A B．B C．C D．D

13．稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中，金属铈化学性质十分活泼。近年来发现用铈(Ce)的氧化物可高效制取H2，制备原理如图所示，已知0<<2，下列说法不正确的是

A．CeO2是水分解的催化剂

B．T<1050℃时，CeO2比CeO2—δ稳定

C．工业上可用电解CeCl4溶液制备Ce

D．过程②的方程式为CeO 2—δ+δH2OCeO2+δH2

14．短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积关系如下图。下列说法正确的是

A．X2R溶液的浓度为0.03mol·L－1

B．工业上通常采用电解法冶炼Q的单质

C．最简单气态氢化物的稳定性：Y>Z>R

D．RZ2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中，均无明显现象

二、填空题（共2题）

15．电解原理在工业生产中有广泛的应用。

（1）请写出电解熔融氯化钠的反应方程式______________________________。如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图，下列说法正确的是________。

A．直流电源的左侧为负极

B．从E口逸出的气体是H2

C．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性

D．从C口出来的溶液为NaOH溶液

E．每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH

F．粗盐水中含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42-等离子，精制时先加Na2CO3溶液

G．该离子交换膜为阳离子交换膜

（2）双氧水是一种重要的绿色试剂，工业上可采取电解较稀浓度的硫酸来制取双氧水(H2O2只为还原产物)，其电解的化学方程式为3H2O＋3O2O3＋3H2O2。则阳极的电极反应式为__________________________，阴极的电极反应式____________________。

（3）高铁酸钾(K2FeO4)易溶于水，具有强氧化性，是一种新型水处理剂。工业上用如下方法制备高铁酸钾：以Fe2O3为阳极电解KOH溶液，电解制高铁酸钾时阳极的电极反应式为______________________________。高铁酸钾长期放置会产生红色絮状物及气泡，则该过程的离子方程式_______________________。

16．铝和氢氧化钠都是重要的工业产品。请回答：

(1)工业冶炼铝的化学方程式是___________________________________________。

(2)可用阳离子交换膜法电解饱和食盐水制NaOH，其工作原理如左下图所示。

①请写出A、B两处物质的名称：A___________________、B____________________

②请写出电解食盐水的离子方程式__________________________________________

(3)以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池如上中图。

①负极材料为________(填Mg或Al)。

②该原电池的总反应式为____________________________________________

(要求用单线桥标出电子转移的方向和数目)

(4)铝—空气燃料电池可用于电动汽车，通常以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的极为正极(如右上图)，则

负极的电极反应式为__________________________________；

正极的电极反应式为___________________________________。

参考答案

1．B

【详解】

A．Hg活动性比较弱，采用热分解方法制取，故符合Hg的冶炼方法，A正确；

B．Al是活泼金属，采用电解方法冶炼，方程式方法不符合反应事实，B错误；

C．Fe是比较活泼的金属，采用热还原方法冶炼，该方法符合Fe的冶炼方法，C正确；

D．Na是活泼金属，采用电解方法冶炼，该方法符合Na的冶炼方法，D正确；

故合理选项是B。

2．A

【详解】

A．侯氏制碱法的一种原料是NaCl，氯碱工业可以制烧碱和氯气，故A正确；

B．制备纯硅：工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应得到的粗硅，粗硅与氯气反应Si(粗)＋2Cl2(g)=SiCl4(l)，SiCl4与氢气反应：SiCl4＋H2=Si＋4HCl，故B错误；

C．用水吸收三氧化硫易形成酸雾，影响三氧化硫的吸收，所以吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫，故C错误；

D．铁矿石炼铁时的还原剂为 CO，故D错误；

故答案为A。

3．C

【详解】

A．粗盐提纯应先加入BaCl2溶液，后加入Na2CO3溶液，NaOH溶液加入顺序随意，描述错误，不符题意；

B．制取金属钠需电解熔融态NaCl，描述错误，不符题意；

C．溴离子在海水中浓度很低，第一次制得溴单质直接萃取分离的成本过高，处理也很麻烦，故需用SO2的水溶液再次吸收Br2，获得高浓度的Br-溶液，描述正确，符合题意；

D．HBr是强电解质，离子方程式中需拆写为离子形式，方程式拆写错误，不符题意；

综上，本题选C。

4．A

【详解】

A．电解熔融MgCl2时，Mg2+在阴极上得到电子被还原产生Mg，Cl-在阳极上失去电子被氧化产生Cl2，A正确；

B．将MgCl2溶液蒸干时，Mg2+水解产生Mg(OH)2，水解产生的HCl会挥发逸出，因此最后得到的固体是Mg(OH)2，而不是MgCl2，B错误；

C．反应Mg2+(aq)+Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+Mg(OH)2(s)的K=，C错误；

D．水的离子积常数只与温度有关，与其它外界条件无关，所以在常温下Mg(OH)2溶于盐酸所得MgCl2溶液中，c(H+)＞c(OH-)，但Ksp=c(H+)•c(OH-)=10-14，D错误；

故合理选项是A。

5．C

【详解】

A．海水提镁过程中得到Mg(OH)2沉淀是利用石灰乳与盐卤反应制得，反应的化学反应方程式为：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2，A正确；

B．加入盐酸，H+与OH-反应，使降低，Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正向移动，B正确；

C．直接在空气中加热灼烧MgCl2•6H2O，镁离子水解，生成 Mg(OH)2，继续灼烧得到MgO，C错误；

D．电解熔融氯化镁时，镁离子在阴极的电极反应为：， D正确；

答案为C。

6．C

【详解】

A．工业上常用电解熔融NaCl方法制取金属Na，A错误；

B．工业上用热还原法制取Fe时常以CO作还原剂，B错误；

C．汞和银一般用热分解法制取，C正确；

D．铝热反应时需要打磨镁带的氧化膜，D错误；

故选C。

7．A

【详解】

A．三种盐都是挥发性的强酸与弱碱生成的盐，加热溶液均会促进盐的水解，且生成的盐酸易挥发而导电金属氢氧化物，因此制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法，A正确；

B．Cu放置在空气中最终生成碱式碳酸铜，Fe放置在空气中生成铁锈Fe2O3，Al在空气中生成氧化铝Al2O3，可见：三种金属在空气中放置不是都生成氧化物，B错误；

C．Al2O3为两性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物，FeO、Fe2O3、CuO属于碱性氧化物，D错误；

D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，由于离子放电顺序：Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Al3+，阴极上先析出Cu，然后会产生H2，但不能产生Fe、Al， D错误；

故合理选项是A。

8．C

【详解】

A．氯气和石灰乳反应产生CaCl2、Ca(ClO)2，漂白粉就是CaCl2、Ca(ClO)2的混合物，所以工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉，A正确；

B．用电解饱和食盐水产生NaOH、H2、Cl2，而且NaCl廉价、易得，因此工业上用电解饱和食盐水制备氯气，B正确；

C．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得粗硅，C错误；

D．由于AlCl3是共价化合物，液体时不能导电，因此工业上一般是采用电解熔融氧化铝制备单质铝，D正确；

故合理选项是C。

9．C

【详解】

A．氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，其中氯离子的半径大于钠离子的半径，因此图示中 代表的离子是氯离子，故A正确；

B．图a中放入的是氯化钠固体，其中的阴阳离子不能自由移动，所以不能导电，故B正确；

C．图c为电解氯化钠的水溶液，Y 与电源负极相连，说明Y极为阴极，电极反应为2H-+2e-=H2↑或2H2O+2e-=2OH-+H2↑，电极产物为氢气，故C错误；

D．能导电的装置为b和c，图b为电解熔融状态的氯化钠，图c为电解氯化钠的水溶液，X极为电解池的阳极，均发生电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，电极上的产物均为Cl2，故D正确；

综上所述，答案为C。

10．B

【详解】

A．胶体与其它分散系的本质区别是分散质微粒直径的大小，A错误；

B．CO2是引起温室效应的重要原因，氨水能够吸收尾气中的CO2，因此可降低温室效应，B正确；

C．自然界中硅元素以二氧化硅和硅酸盐形式存在，无硅单质，即不含有游离态的硅，C错误；

D．工业上通常用电解熔融的NaCl、MgCl2来制得Na、Mg；而AlCl3是共价化合物，在熔融状态不能导电，在工业上通常采用电解熔融Al2O3的方法来冶炼铝，D错误；

故合理选项是B。

11．B

【详解】

A. (Ⅰ)火烧孔雀石是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；

B.(Ⅱ)湿法炼铜是采用金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；

C.(Ⅲ)铝热反应是采用金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；

D.(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确；

答案选B。

12．D

【详解】

A. 钠加入到硫酸铜溶液中，钠与水反应，产生氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀，A错误；

B. 亚铁有还原性，稀硝酸有强氧化性，氧化亚铁加入到稀硝酸中发生氧化还原反应，生成硝酸铁、一氧化氮等，B错误；
 

C. 氯化铝是共价化合物，熔融状况下不导电，C错误；
 

D. 溴有较强氧化性，二氧化硫有强还原性，溴与二氧化硫水溶液发生氧化还原反应，生成氢溴酸和硫酸，D正确；

答案选D。
 

13．C

【详解】

A．CeO2在反应前后质量和性质不变，所以CeO2是水分解的催化剂，A正确；

B．T＜1050℃时，CeO2﹣δ转化成CeO2，所以CeO2比CeO2﹣δ稳定，B正确；

C．Ce是活泼金属，应电解熔融的CeCl4制备Ce，C错误；

D．由上图可知，过程②是CeO2—δ和H2O反应生成CeO2和H2，所以方程式为CeO 2-δ+δH2OCeO2+δH2，D正确；

故选C。

14．B

【分析】

由条件“X的简单阴离子与锂离子具有相同的结构”可知，X为H元素；由条件“Y原子的最外层电子个数是内层电子数的两倍”可知，Y为C元素；由条件“Q的单质与稀硫酸剧烈反应生成氢气”可知，Q为第三周期的金属元素(Na或Mg或Al)；由X可以与R形成H2R化合物可知，R为S元素；S可以与Z形成SZ2气体，所以Z为O元素。

【详解】

A．硫化氢气体与二氧化硫气体反应的方程式：；当通入336mL，即0.015molSO2时，溶液恰好为中性，即恰好反应完全，所以原硫化氢溶液中，那么浓度即为0.3mol/L，A错误；

B．Q无论是Na，Mg，Al中的哪一种元素，获得其单质都是采用电冶金的方式，B正确；

C．Y，Z，R分别为C，O，S三种元素，所以简单氢化物的稳定性为H2O＞H2S＞CH4，即Z＞R＞Y，C错误；

D．SO2通入BaCl2溶液中无现象，但是通入Ba(NO3)2溶液中会出现白色沉淀，D错误。

答案选B。

15．2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑    CG    3H2O-6e-=O3+6H+    O2+2e-+2H+=H2O2（或3O2+6e-+6H+=3H2O2）    Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O    4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3↓+8OH-+3O2↑   

【分析】

（1）根据电解池中的阳离子移向阴极，因此右边电极是阴极，氢离子得电子生成氢气，同时OH-离子剩余；氯离子在左侧阳极失电子生成氯气，所以直流电源的右侧为负极，左侧为正极，据此分析判断；

（2）根据3H2O+3O2O3+3H2O2可知阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应来书写；

（3）Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾，电极反应为：Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O；

根据电子得失知氢氧化铁与氧气物质的量之比为4：3，书写离子方程式。

【详解】

（1）电解熔融氯化钠生成钠和氯气，反应方程式为：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；

电解池中的阳离子移向阴极，因此右边电极是阴极，生成氢气，OH-离子在右侧生成，氯气在左侧生成，直流电源的右侧为负极，故A、B错误，C正确，从D口出来的溶液为NaOH溶液，故D错误，由于没有给出氯气所处的外界条件，则不能根据其体积求算物质的量，故E错误，粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子，精制时氯化钡加在Na2CO3溶液之前，这样过量的氯化钡可被碳酸钠除去，故F错误，G正确；故正确的是CG，故答案为2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；CG。

（2）因为总反应为3H2O+3O2O3+3H2O2，又阳极发生氧化反应，电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+，阴极发生还原反应，电极反应式为O2+2e-+2H+=H2O2（或3O2+6e-+6H+=3H2O2），故答案为3H2O-6e-=O3+6H+，O2+2e-+2H+=H2O2（或3O2+6e-+6H+=3H2O2）。

（3）Fe2O3作阳极制得的高铁酸钾，电极反应为：Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O；因为高铁酸钾溶液长时间放置不稳定，会产生红色絮状物质及气泡知生成氢氧化铁和氧气，由电子得失知二者的比为4：3，则反应的离子方程式是4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3↓+8OH-+3O2↑，故答案为Fe2O3+10OH--6e-=2FeO42-+5H2O，4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3↓+8OH-+3O2↑。

16．2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑    精制的饱和食盐水    氢氧化钠溶液    2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑    Al        Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O    O2+4e-+2H2O=4OH-   

【分析】

（1）工业上采用电解熔融氧化铝生成Al和O2。

（2）电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2，结合装置图分析。

（3）镁条、铝片为电极，NaOH溶液为电解质溶液组成的原电池中自发的反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，结合原电池原理分析。

（4）根据原电池工作原理、正负极材料及电解质溶液书写电极反应式。

【详解】

（1）工业上采用电解熔融氧化铝冶炼铝，反应的化学方程式为2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。

（2）根据装置图，左边电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，右边电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

①A处加入的应是精制的饱和食盐水，B处生成的是氢氧化钠溶液。

②电解食盐水生成NaOH、H2和Cl2，反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。

（3）镁条、铝片为电极，NaOH溶液为电解质溶液组成的原电池中自发的反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

①在该原电池中，Al失电子发生氧化反应，负极材料为Al。

②该原电池的总反应式为：。

（4）铝合金为负极，负极上Al发生失电子的氧化反应，在碱性条件下生成AlO2-，负极的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；Pt为正极，正极上O2得电子发生还原反应，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。