高三化學金屬礦物的開發利用復習(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 7 g /m ol ＋ 1 10－ 3 m ol 18 g/ m ol＋ 2 10－ 3m ol 96 g/m ol ＋ m ( 水 ) ，解得 m ( 水 ) ＝ 0 g ，則結晶水的物質的量為 0g18 g/m ol＝ m ol ，即銨明礬的化學式為 NH 4 Al( S O 4 ) 2 12H 2 O 。 遷移應用 2 金屬鎂和鎂合金在航空、汽車制造和電子工業等領域具有廣泛的用途，金屬鎂的冶煉有多種方法，其中之一為皮江法。該方法是以白云石 ( C aC O3M gC O3) 為原料，經高溫煅燒生成氧化物 ( C aO M gO ) ，氧化物在還原爐中經 1 200 ℃ 真空條件下用硅鐵還原生成鎂蒸氣 ( 鐵 在反應前后化合價不變 ) ，鎂蒸氣經冷凝器冷凝為粗鎂，粗鎂再經精煉、鑄錠得到成品金屬鎂。反應工藝流程如下圖： 粗鎂 ― → 精煉 ― → 鑄錠 ― → 成品 白云石 煅燒 ① 還原爐 螢石粉 (CaF2) ② ( 1) 在冶煉過程中反應溫度對生成金屬鎂的影響如下圖，從圖中分析，該反應的反應熱 Δ H ______( 填 “ ＜ ” 、“ ＞ ” 或 “ ＝ ” )0 ，理由是 ________________ _________ 。 硅鐵 ( 2) 還原爐中的物質需要在 1 200 ℃ 真空條件下反應，真空條件對制備金屬鎂來講，可以達到的目的是：① __________________ ； ② ________________ ______ 。 ( 3) 工業上，另一種冶煉金屬鎂的原理是， M gC O3==== =高溫M gO ＋ CO2↑ ， M gO ＋ C ＋ Cl2==== =高溫M gC l2＋ CO ，電解氯化 鎂 。 工 業 上 不 直 接 電 解 氧 化 鎂 的 原 因 是________________________________________ ________ 。 ( 4) 另外也可以海水為原料來冶煉金屬鎂，已知 298 K時， M g( OH)2的溶度積常數 Ksp＝ 10－ 12，如果在海水結晶的母液中，加入一定量的燒堿達到沉淀溶解平衡，測得 pH ＝ ，則此溫度下殘留在溶液中的 c ( M g2 ＋) ＝________m ol/ L 。 解析 (1) 由圖象可知溫度越高，鎂的產率越大，所以此反應應為吸熱反應， ΔH ＞ 0 。 (2) 1 200 ℃ 真空條件下，降低反應所需的溫度，可節約能源，同時也防止鎂在高溫下與空氣中的氧氣反應。 (3) 電解法冶煉金屬，其原料必須滿足兩個條件：第一個條件是必須是離子化合物；第二個條件是熔點較低，節能。 (4) 298 K下， c (OH－) ＝ m ol /L ， Ksp＝ c (M g2 ＋) c2(OH－) ，代入數據，解得 c (M g2 ＋) ＝ 10－ 10 m ol/ L 。 答案 ( 1) ＞ 升高溫度， Mg 的產率增大，平衡向正反應方向移動，說明正反應為吸熱反應 ( 2) ① 降低反應所需的溫度，節約能源 ② 防止 Mg 被空氣氧化 ( 3) 氧化鎂熔點高于氯化鎂，電解氧化鎂消耗電能多，生產 成本高 ( 4) 10－ 10 熱點 3 鐵、銅及其礦物的開發利用 例 3 四氧化三鐵在生產和生活中有著廣泛的用途，打印機、復印機所使用的墨粉其主要成分是 Fe3O4，下圖是以工業綠礬為原料制取 Fe3O4的一種工藝流程： 已知： ① 工業綠礬中 F e S O4的含量為 % ，其中的雜質不參與反應； ② F e ( OH)2＋ 2F e ( OH)3== =F e3O4 4H2O 請回答下列問題： ( 1) F e3O4與稀硝酸反應的離子方程式是： ____ _____ __ ， 檢驗反應后的溶液中含 Fe3 ＋的方法是： ____ _______ __ 。 ( 2) 在工藝流程中，通入適量空氣 “ 氧化 ” 時的化學方程式是 ________ __ _______ _______ _______ 。 ( 3) 流程圖中所示的副產品是 ____________ ，提取該副產品還需要的操作依次是 ____________ __( 填寫序號 ) 。 a ．過濾 b ．加熱濃縮 c ．冷卻 d ．結晶 e ．洗滌 ( 4) 在生產過程中，若工業綠礬的投料速率是 k g /h ，為使產品較純，鼓入空氣的速 率應為______m3/ h( 假設反應在標準狀態下進行，空氣中 O2占 20 % ) 。 答案 ( 1) 3F e3O4＋ 28 H＋＋ NO－3== =9F e3 ＋＋ NO ↑ ＋14H2O 取待測液少許于試管中，加入適量的 K S CN 溶液，若溶液顯紅色，則證明含 Fe3 ＋ ( 2) 4 F e ( OH)2＋ 2H2O ＋ O2== =4F e ( OH)3 ( 3) Na2SO4 10H2O( 或芒硝 ， 寫 Na2SO4也可 ) b c d ae ( 4) 遷移應用 3 工業上以廢銅為原料經一系列化學反應可生產氯化亞銅 ( C u C l) ， 其工藝流程如下圖所示 ： 試根據上圖轉化回答下列問題： (1) 工業生產 Cl2時，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是 ____ ___________________ _ _ ________ 。 (2) 還原過程中的產物為 Na [C u Cl2] ，試寫出反應的化學方程式 ____ __________ __________________ 。制備中當氯化完成后必須經還原過程再制得 CuCl ，為什么不用一步法制得CuCl ？ ( 已知 Cu2 ＋＋ Cu ＋ 2Cl－== =2CuCl ↓ )_ _______ ____ 。 ( 3) 還原過程中加入少量鹽酸的作用是 ________ ___ _ ， 加入Na Cl 且過量的原因是 _ _______ _______ _ ________ 。 ( 4) 合成結束后所得產品用酒精淋洗的目的是 __ __ _____ 。 ( 5) 實驗室中在 CuCl 2 熱溶液中通入 SO 2 氣體也可制備白色的 CuCl 沉淀，試寫出該反應的離子方程式 ________ ____ 。 解析 ( 1 ) 主要從原料經濟性的角度來回答。 ( 2) 產物 Na [ C u C l2] 中 Cu 的化合價為＋ 1 ，因此還原過程發生的是歸中反應。 ( 3 ) 主 要考查鹽類水解和化學平衡知識。 ( 4) 產品用水和酒精洗的