Question

16．金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應．
（1）由下列物質(zhì)冶煉相應金屬時采用電解法的是bd．
a．Fe₂O₃b．NaCl    c．Cu₂S  d．Al₂O₃ 
（2）如圖為電解精煉銀的示意圖，a（填“a”或“b”）極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生，則生成該氣體的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．
（3）離子液體是一種室溫溶融鹽，為非水體系．由有機陽離子、Al₂Cl${\;}_{7}^{-}$和AlCl${\;}_{4}^{-}$組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁．鋼制品接電源的負極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子組且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-．若改用AlCl₃水溶液作為電解液，則陰極產(chǎn)物為H₂ ，為測定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當反應轉(zhuǎn)移6mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol．

Answer 1

分析 （1）電解法：冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物（Al是電解熔融的三氧化二鋁）制得；熱還原法：冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用還原劑有（C、CO、H₂等）；熱分解法：Hg、Ag用加熱分解氧化物的方法制得，物理分離法：Pt、Au用物理方法制得；
（2）電解精煉銀時，粗銀作陽極發(fā)生氧化反應；電解質(zhì)溶液中含硝酸根，b極紅棕色氣體應是二氧化氮；
（3）依據(jù)電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極，鋼鐵做陰極，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現(xiàn)；改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣；依據(jù)鋁和氫氧化鈉反應的化學方程式分析判斷，還原產(chǎn)物為氫氣．

解答 解：（1）活潑金屬采用電解法冶煉，鈉、鋁都是活潑金屬，采用電解熔融態(tài)NaCl、Al₂O₃的方法冶煉，故答案為：bd；
（2）電解精煉銀時，粗銀作陽極發(fā)生氧化反應，與電源正極相連的是電解池的陽極，所以a極為含有雜質(zhì)的粗銀，b極與電源負極相連是電解池的陰極，電解質(zhì)溶液中含硝酸根，b極有少量紅棕色氣體應是二氧化氮，生成該氣體的電極反應為：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，
故答案為：a；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
（3）依據(jù)電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極與電源正極相連，鋼鐵做陰極與電源負極相連，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現(xiàn)，離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，則陰極反應生成鋁是發(fā)生的還原反應，鋁元素化合價降低，分析離子液體成分，結(jié)合電荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到電子生成，電極反應為：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，2H⁺+2e^-=H₂↑；依據(jù)鋁和氫氧化鈉反應的化學方程式分析，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，還原產(chǎn)物為氫氣，當反應轉(zhuǎn)移6mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol，
故答案為：負；4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；H₂ ；3．

點評 本題考查了電解原理等知識點，根據(jù)金屬的活潑性確定冶煉方法、離子的放電順序來分析解答，難度不大．