Question

11．（1）寫出下列冶煉金屬的化學反應方程式：
①用紅鋅礦（ZnO）冶煉鋅CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂；
②用磁鐵礦（Fe₃O₄）冶煉鐵4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
③用食鹽（NaCl）冶煉鈉2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．
（2）高溫灼燒孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物可得到一種紫紅色光澤的金屬，其反應的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（3）用純凈的鋁土礦（Al₂O₃）、冰晶石和二氧化錳作原料可制取金屬錳（冰晶石作Al₂O₃的溶劑），其化學反應方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑；4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃．
（4）請簡述幾種常見的防止金屬腐蝕的方法發藍、覆蓋保護層、電化學保護法 （不低于三種）．

Answer 1

分析 （1）金屬的冶煉一般有電解法、熱還原法、熱分解法．
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；
（2）高溫灼燒孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物，可得到一種紫紅色光澤的金屬為銅，Cu₂（OH）₂CO₃為受熱分解生成氧化銅、水、二氧化碳，氧化銅與碳反應生成銅和二氧化碳；
（3）鋁為活潑金屬用電解氧化鋁制備鋁，可以用鋁熱反應來冶煉金屬錳；
（4）金屬的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕，影響金屬腐蝕的因素分為金屬的本性和介質兩個方面；通常采用的防止發生腐蝕方法有：改變金屬內部組織結構、在金屬表面覆蓋保護層和電化學保護法，據此進行解答．

解答 解：（1）由Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬用熱還原法，即以C、CO或H₂做還原劑還原．
①用紅鋅礦（ZnO）冶煉鋅，用熱還原法，該反應的化學反應方程式為：CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂，
故答案為：CO+ZnO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂；
②用磁鐵礦（Fe₃O₄）冶煉鐵，鐵用熱還原法，該反應的化學反應方程式為：4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
故答案為：4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；
③Na是活潑金屬，工業上采用電解熔融NaCl的方法冶煉，該反應的化學反應方程式為：2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（2）高溫灼燒孔雀石[Cu₂（OH）₂CO₃]和木炭的混合物，Cu₂（OH）₂CO₃受熱分解生成氧化銅、水、二氧化碳，反應的化學方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，在高溫條件下，碳能與氧化銅反應，生成了銅和二氧化碳，反應的方程式是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
故答為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）用純凈的鋁土礦（Al₂O₃）、冰晶石和二氧化錳作原料可制取金屬錳：高溫下電解氧化鋁的熔融物可以得到金屬鋁2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑，利用鋁熱反應：金屬鋁和二氧化錳之間的反應來冶煉金屬錳，即2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$2Al+3O₂↑；4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃；
（4）金屬的腐蝕與金屬自身的化學性質有關，一般來講，化學性質比較活潑的金屬容易被腐蝕，另外金屬的腐蝕還與金屬所處的環境因素有關，影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質兩個方面；所以防止金屬腐蝕的方法有很多種，如：改變金屬內部組織結構，如合金、發藍，在金屬表面覆蓋保護層，如：在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或燒制搪瓷、噴塑等，還可以利用電化學保護法，如將金屬與外加電源的負極相連等，
故答案為：發藍、覆蓋保護層、電化學保護法．

點評 本題考查金屬的冶煉，掌握電解法、熱還原法、熱分解法的適用對象，注意知識的歸納和梳理是關鍵，題目難度中等．