Question

15．金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应．
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是bda．Fe₂O₃ b．NaCl   c．Cu₂S   d．Al₂O₃
（2）辉铜矿（Cu₂S）可发生反应2Cu₂S+2H₂SO₄+5O₂=4CuSO₄+2H₂O，该反应的还原剂是Cu₂S，当1molO₂发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为4mol．向CuSO₄溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是H₂
（3）如图甲为电解精炼银的示意图，a（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O．
（4）①为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为作电解质溶液，形成原电池．
②如图乙对实验I～IV电化学的装置正确，且实验现象预测正确的是AD

A．实验I：电流表A指针偏转，碳棒上有红色固体产生
B．实验Ⅱ：电流表A指针偏转，铁极上有无色气体产生
C．实验Ⅲ：碳棒上有无色气体产生，铁极上有黄绿色气体产生
D．实验IV：粗铜溶解，精铜上有红色固体析出．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）反应中Cu、S元素的化合价升高；氧气中O元素化合价降低，据此计算转移电子数目；硫酸铜溶液显酸性；
（3）电解精炼时含有杂质的金属作阳极；若阴极有少量红棕色气体生成，说明阴极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮；
（4）①为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，该装置构成原电池，食盐水作电解质溶液，促进溶液的导电性；
②A．实验I：该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁易失电子而作负极，碳作正极，正极上得电子发生还原反应；
B．实验II：该电池符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁发生吸氧腐蚀；
C．实验III：该装置是电解池，碳作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；
D．实验IV：该装置是电解池，为粗铜的精炼，精铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应．

解答 解：（1）冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物，由于AlCl₃是共价化合物熔融时不导电，所以Al是电解熔融的Al₂O₃制得；Mg是电解熔融的NaCl；
故答案为：bd；
（2）反应中Cu、S元素的化合价升高，则Cu₂S为还原剂；反应中只有氧气中O元素化合价降低，故1mol氧气反应转移电子为1mol×4=4mol；硫酸铜溶液中铜水解溶液显酸性，加入Mg会生成氢气；
故答案为：Cu₂S；4；H₂；
（3）电解精炼时，粗银作阳极，纯银作阴极，阳极与外接电源的正极相连，则a为含有杂质的粗银，若阴极有少量红棕色气体生成，说明阴极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮，电极反应式为：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案为：a；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；
（4）①为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，该装置构成原电池，食盐水作电解质溶液，促进溶液的导电性；
故答案为：作电解质溶液，形成原电池；
②A．实验I：该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁易失电子而作负极，碳作正极，碳棒上铜离子得电子生成铜单质，所以碳棒上有红色物质析出，故A正确；
B．实验II：该电池符合原电池构成条件，能形成原电池，所以有电流产生，铁易失电子生成亚铁离子而作负极，故B错误；
C．实验III：该装置是电解池，碳作阳极，铁作阴极，碳棒上氯离子放电生成黄绿色的氯气，铁棒上氢离子放电生成无色的氢气，故C错误；
D．实验IV：该装置是电解池，精铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成金属单质铜，故D正确；
故答案为：AD．

点评 本题考查了金属的冶炼方法、氧化还原反应、电化学原理等知识点，题目难度中等，注意把握金属冶炼的原理及电极方程式的书写方法．