Question

【題目】除金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬元素以化合物形式存在于自然界中，將金屬元素從其化合物中還原出來的工業(yè)工程稱為金屬的冶煉。下列材料描述了一些常見金屬的冶煉方法。

①工業(yè)上冶煉鎂的方法有兩種，電解法和皮江法。電解法是電解熔融的氯化鎂；皮江法是硅在高溫下還原氧化鎂。

②霍爾－埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石（Na3AlF6）為熔劑組成的電解質(zhì)，在950－970℃的條件下通過電解的方法使電解質(zhì)熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧氣。

③濕法煉銅是工業(yè)上常用的一種煉銅的方法。使用鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)。

④工業(yè)上冶煉銀的方法是加熱條件下讓氧化銀分解。

⑤冶煉錳一般用鋁熱法，即在高溫下用鋁還原二氧化錳。

⑥相關(guān)各物質(zhì)熔點(diǎn)見下表：

物質(zhì)	Al2O3	AlCl3	MgO	MgCl2	Al	Mn	Mg
熔點(diǎn)/℃	2303	190	2800	712	660	1244	649

Ⅰ根據(jù)上述信息回答下列問題：

（1）影響金屬冶煉方法的首要因素是 。

（2）冶煉鎂時(shí)電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO，冶煉鋁時(shí)電解熔融Al2O3而不電解熔融AlCl3的原因是 。

（3）寫出鋁熱法冶煉錳的化學(xué)方程式 ，一般使用鋁熱法冶煉的金屬具有哪些性質(zhì) 。

Ⅱ下面是皮江法冶煉鎂的工業(yè)流程示意圖

（1）氣體a是 。

（2）白云石煅燒前粉碎的目的是 。

（3）還原爐需控制溫度為1200℃左右，并抽空氣到近似真空。還原爐中發(fā)生的主要反應(yīng)有 、 。

（4）還原爐中抽空氣到近似真空的原因是 。

Answer 1

【答案】（1）金屬的活潑性

（2）MgO的熔點(diǎn)比MgCl2.更高，電解時(shí)需要更多的能量，故選用MgCl2

AlCl3屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，故不能電解AlCl3

（3）4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 熔點(diǎn)高且比鋁不活潑的金屬

Ⅱ（1）CO2

（2）增大固體表面積，提高反應(yīng)速率

（3）2MgO+Si 2Mg↑+SiO2 SiO2+CaOCaSiO3

（4）防止已還原的Mg在高溫條件下再次被氧化

【解析】

試題分析：Ⅰ（1）通常根據(jù)金屬的活潑性順序選擇金屬冶煉的方法，可見影響金屬冶煉方法的首要因素是金屬的活潑性。

（2）因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)比MgCl2.更高，為節(jié)約能源，冶煉鎂時(shí)電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO；AlCl3屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，故不能電解AlCl3，冶煉鋁時(shí)只能電解熔融Al2O3。

（3）鋁熱法冶煉錳是鋁與二氧化錳高溫下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為4Al+3MnO22Al2O3+3Mn；通常高熔點(diǎn)且比鋁不活潑的金屬使用鋁熱法冶煉；

Ⅱ（1）CaMg（CO3）2高溫煅燒生成CO2和氧化鎂、氧化鈣，則氣體a是CO2。

（2）為增大固體表面積，提高反應(yīng)速率通常煅燒前將白云石粉碎；

（3）還原爐需控制溫度為1200℃左右，發(fā)生的主要反應(yīng)有2MgO+Si 2Mg↑+SiO2、SiO2+CaOCaSiO3；

（4）防止已還原的Mg在高溫條件下再次被氧化，需要將還原爐中空氣抽盡，接近真空。