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據新華社報道，發(fā)展改革委員會于2007年4月發(fā)出“遏制鋁冶煉投資反彈”的緊急通知。原因是鋁冶煉屬高耗能產業(yè)，而且某些鋁冶煉企業(yè)以污染環(huán)境為代價，得不償失。

如圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產金屬鋁的基本流程圖，閱讀上述新聞信息，結合鋁生產的流程圖解答下列問題：

請回答：

（1）工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是________(填化學式)。石油煉制和煤的干餾產品____________(填物質名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。

（2）氧化鋁熔點高達2050 ℃，工業(yè)上為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉中采取的措施是__________________________。

（3）在冶煉過程中，陽極材料需要定期地進行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產生這種現象的原因是：__________________________________________(用化學方程式表示)。

（4）工業(yè)上制取金屬鎂時是電解MgCl2，電解反應方程式為_________________，鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個用氯化物，一個用氧化物？原因是：

_________________________________________________________________�！�

 

【答案】

（1）Al2O3（2分）；石墨(或碳)（2分）

（2）加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2 （2分）  

（3）2C＋O22CO （3分）      

（4）MgCl2（熔融）Mg + Cl2↑（3分）（要注明“電解”條件）熔點太高，MgCl2熔點低，熔化時能發(fā)生電離而導電；AlCl3是共價化合物，熔化時不能發(fā)生電離（3分）

【解析】

試題分析：（1）鋁土礦的主要化學成分是Al2O3，另外還有SiO2，Fe2O3、TiO2、H2O等，電解前必修進行提純；石油煉制和煤的干餾的固體物質成分是碳，具有導電性，可以作為陽極和陰極材料。（2）純凈的Al2O3熔點非常高，而其電解必修是在其熔融狀態(tài)下進行，若采用純凈的Al2O3進行電解，則加熱熔融需要消耗大量的能量，所以工業(yè)上采取加入冰晶石(Na3AlF6)和少量氟化鈣（CaF2）的方法降低熔點。（3）工業(yè)煉鋁的關鍵技術是電解，電解時陽極發(fā)生氧化反應，O2－失電子變成O2，在電解過程中陽極材料碳會逐漸與氧氣發(fā)生反應轉變成CO。即化學方程式為：2C＋O22CO。（4）MgCl2是離子化合物，熔融時能發(fā)生電離，AlCl3是共價化合物，熔融時不發(fā)生電離，再者氧化鎂熔點很高，耗能太大。MgCl2的電解方程式為：MgCl2（熔融）Mg + Cl2↑

考點：該題以工業(yè)煉鋁為載體考查原料的判斷、原理的詮釋以及能量的合理利用。

 

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(1)煤的汽化和液化可以提高燃料的利用率．

已知25℃，101kPa時：C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)　ΔH＝－126.4 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1　H2O(g)＝H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1

則在25℃，101 kPa時：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)　ΔH＝________．

(2)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應為：

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＞0，已知在1100℃時，該反應的化學平衡常數K＝0.263．

①溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，此時平衡常數K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)；

②1100℃時測得高爐中，c(CO2)＝0.025 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，則在這種情況下，該平衡________移動(填“向左”、“向右”或“不”)，判斷依據是________

(3)目前工業(yè)上可用CO2來生產燃料甲醇，有關反應為：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1．現向體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol　CO2和3 mol　H2，反應過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示．

①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝________；

②下列措施能使增大的是________(填符號)．

A．升高溫度

B．再充入H2

C．再充入CO2

D．將H2O(g)從體系中分離

E．充入He(g)，使體系壓強增大

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如圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產金屬鋁的基本流程圖，閱讀上述新聞信息，結合鋁生產的流程圖解答下列問題：

請回答：

（1）工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是________(填化學式)。石油煉制和煤的干餾產品____________(填物質名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。

（2）氧化鋁熔點高達2050 ℃，工業(yè)上為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉中采取的措施是__________________________。

（3）在冶煉過程中，陽極材料需要定期地進行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產生這種現象的原因是：__________________________________________(用化學方程式表示)。

（4）工業(yè)上制取金屬鎂時是電解MgCl2，電解反應方程式為_________________，鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個用氯化物，一個用氧化物？原因是：

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

據新華社報道：全國農村應當在“綠色生態(tài)－美麗多彩－低碳節(jié)能－循環(huán)發(fā)展”的理念引導下，更快更好地發(fā)展“中國綠色村莊”，參與“亞太國際低碳農莊”建設�？梢姟暗吞佳h(huán)”已經引起了國民的重視，試回答下列問題：

（1）煤的汽化和液化可以提高燃料的利用率。

已知25℃，101kPa時：C(s) +1/2O2(g)=CO(g) ΔH= -126.4 kJ·mol-1

2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1      H2O(g)= H2O(l) ΔH= -44 kJ·mol-1

則在25℃，101kPa時：C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g)  ΔH=____________________。

（2）高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應為：

FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) ΔH>0，已知在1100℃時，該反應的化學平衡常數K=0.263。

①溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，此時平衡常數K值__________（填“增大”、“減小”或“不變”）；

②1100℃時測得高爐中，c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，則在這種情況下，該平衡_______移動（填“向左”、“向右”或“不”），判斷依據是               

（3）目前工業(yè)上可用CO2來生產燃料甲醇，有關反應為：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝-49.0 kJ·mol-1。現向體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，反應過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。

c(mol/L)
 

CH3OH
 

CO2
 

0.25
 

0
 

10
 

t(min)
 

3
 
 


①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝_____________；

②下列措施能使增大的是________（填符號）。

A．升高溫度      B．再充入H2            C．再充入CO2

D．將H2O(g)從體系中分離                  E．充入He(g)，使體系壓強增大

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