Question

【题目】除金、铂等极少数金属外，绝大多数金属元素以化合物形式存在于自然界中，将金属元素从其化合物中还原出来的工业工程称为金属的冶炼。下列材料描述了部分常见金属的冶炼方法。

①工业上冶炼镁的方法有两种，电解法和皮江法。电解法是电解熔融的氯化镁；皮江法是硅在高温下还原氧化镁。

②霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石（Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950－970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧气。

③冶炼锰一般用铝热法，即在高温下用铝还原二氧化锰。

④相关各物质熔点见下表：

物质	Al2O3	AlCl3	MgO	MgCl2	Al	Mn	Mg
熔点/℃	2303	190	2800	712	660	1244	649

Ⅰ、根据上述信息回答下列问题：

（1）冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO，冶炼铝时电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3的原因是______________________________________________。

（2）写出铝热法冶炼锰的化学方程式___________________________，

一般使用铝热法冶炼的金属具有哪些性质_____________________________。

(3)将铝和镁作电极分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中，镁、铝分别作______极、_____极；写出介质是稀硫酸溶液时的正极电极反应式：______。

Ⅱ、下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图：

（1）气体a是_______。

（2）还原炉需控制温度为1200℃左右，并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有____________________________、_______________________。

（3）还原炉中抽空气到近似真空的原因是________________________________。

Answer 1

【答案】 MgO的熔点比MgCl2.更高，电解时需要更多的能量，故选用MgCl2；AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3 4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 熔点高且比铝不活泼的金属 正 负 2H+ +2e-=H2 CO2 2MgO+Si2Mg↑+SiO2 SiO2+CaOCaSiO3 【答题空10】防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化

【解析】Ⅰ．（1）氧化镁熔点比氯化镁熔点高，熔融离子晶体要消耗能源，从而增加成本，为减少成本，所以用熔融氯化镁冶炼镁，氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，以分子存在，所以冶炼铝用熔融氧化铝；（2）铝热法冶炼锰的化学方程式：4Al+3MnO22Al2O3+3Mn，一般使用铝热法冶炼的金属具有的性质为：熔点高且比铝不活泼的金属；（3）将铝和镁作电极分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中，由于铝能与氢氧化钠溶液反应，所以铝作负极、镁作正极；介质是稀硫酸溶液时由于镁的金属性强于铝，所以镁是负极，铝是正极，正极电极反应式为2H++2e－=H2↑。

Ⅱ．（1）白云石煅烧分解生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳，气体为二氧化碳；（2）还原炉需控制温度为1200℃左右，并抽空气到近似真空，还原炉中发生的主要反应有硅还原氧化镁生成镁和二氧化硅，二氧化硅和氧化钙形成炉渣硅酸钙，反应的化学方程式为：2MgO+Si2Mg↑+SiO2、SiO2+CaOCaSiO3；（3）还原炉中抽空气到近似真空的原因是防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化。