发布时间 : 星期六 文章2020年高中化学专题4化学科学与人类文明一单元化学是认识和创造物质的科学讲义素养练(含解析)苏教版必修2更新完毕开始阅读886a336865ec102de2bd960590c69ec3d5bbdbc2
Na Mg 通电2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ 通电MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑ 通电2Al2O3(熔融)冰晶石===== 4Al＋O2↑ 不是电解饱和食盐水 不采用电解熔融MgO，MgO熔点高，耗能大 不是电解AlCl3，AlCl3为共价化合物，不能电解 Al 2.热还原法
在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(一般从Zn～Cu)，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属Al等)将金属从其化合物中还原出来。例如： 高温
高炉炼铁：3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2 湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
高温
铝热法炼铁：2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3(可以应用于焊接钢轨) 3.热分解法
对于不活泼金属(Hg、Ag等)，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如： 2HgO
2Hg＋O2↑，2Ag2O
4Ag＋O2↑
【典题例证1】 下列说法正确的是( )
A.金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子 B.可用电解氯化钠溶液的方法来冶炼金属钠 C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D.越活泼的金属越容易冶炼
解析 金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，A项正确，D项错误；电解氯化钠溶液得到Cl2、H2、NaOH溶液，不能得到金属钠，金属钠应采用电解熔融氯化钠的方法制取，B项错误；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应采用电解熔融氧化铝的方法制取，C项错误。 答案 A
【学以致用1】 下列物质在金属的冶炼过程中，需要加入还原剂的是( ) A.MgCl2 C.HgO
B.Al2O3 D.Fe3O4
通电通电△
解析 MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑，2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑，2HgO=====2Hg＋O2↑，Fe3O4高温
＋4CO=====3Fe＋4CO2。 答案 D
探究二、电解技术在新物质创造中的应用 【合作交流】
2.写出电解NaCl溶液的电极反应式和总反应方程式。 提示 阴极：2H＋2e===H2↑， 阳极：2Cl－2e===Cl2↑
通电
总反应：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 3.写出电解法冶炼铝的电极反应式。 提示 阴极：4Al＋12e===4Al 阳极：6O－12e===3O2↑。 【点拨提升】
1.电解技术在化学中的几个重要应用 (1)电解熔融NaCl制备Na和Cl2 电解2NaCl=====熔融2Na＋Cl2↑ (2)氯碱工业制烧碱、Cl2和H2 电解
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)电解法镀金属 (4)电解法冶炼活泼金属
(5)电解法精炼铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，铜盐溶液作电解液。 2.电解饱和食盐水原理
阳极 阴极 电解总离子方程式 生成物 Cl2 H2和NaOH 现象 产生黄绿色气体 产生无色气体 电极反应式 2Cl－2e==Cl2↑ 2H＋2e===H2↑ ＋－－－2－
－3＋
－
－
－＋
－
通电－－2Cl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH [关键提醒] (1)通常用湿润的淀粉-KI试纸检验阳极产物氯气，用酚酞溶液检验阴极生成的
碱。
(2)工业上用阳离子交换膜将两极区隔开。阻止OH进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 【典题例证2】 氯碱厂电解饱和食盐水的工艺流程图如下：
－
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为________________________，与电源负极相连的电极上的所发生反应的电极反应式为________________________。 (2)工业食盐含Ca
2＋
、Mg
2＋
等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为
___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)如果粗盐中SO4含量较高，必须添加钡试剂除去SO4，该钡试剂可以是________。 a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca、Mg、SO4，加入试剂的合理顺序为________。 a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 b.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 c.先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、结晶、________(填写操作名称)除去NaCl。
解析 (2)由框图，食盐精制时加入了NaOH和Na2CO3，则Mg被OH除去，Ca被CO3除去，分别生成Mg(OH)2和CaCO3。
(3)SO4可用Ba除去：Ba＋SO4===BaSO4↓，但不能选择Ba(NO3)2，因为会引入NO3。 (4)加入过量的钡试剂，而过量的Ba必须除去，所以加入钡试剂必须在加入Na2CO3之前，以利用Na2CO3除去Ba：Ba＋CO3===BaCO3↓。
(5)由于溶解度NaOH＞NaCl，而脱盐得到的是NaCl(s)和NaOH(aq)，所以可采用先加热蒸发水分——溶解度小的首先析出，再过滤的办法。 答案 (1)2Cl－2e===Cl2↑ 2H＋2e===H2↑
－
－
＋
－
2＋
2＋
2－
2＋
2－
2＋
2＋
2－
－
2＋
－
2＋
2－
2＋
2＋
2－
2－
2－
(2)Ca＋CO3===CaCO3↓、Mg＋2OH===Mg(OH)2↓ (3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤 [解题反思] 化学法除杂解题思路
(1)选择除杂试剂：一是不能引入杂质，二是要沉淀能力强，三是加入试剂一般要过量。 (2)确定除杂的最佳顺序：先加入的试剂若过量，后加试剂能除去已过量的试剂。
【学以致用2】 下图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，电解槽中B极产生的气体是________。产品A的化学式为________。
2＋2－2＋－
若采用无膜电解槽电解饱和食盐水可制取次氯酸钠，试写出该反应的化学方程式___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。
解析 电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，因此左侧B电极为阳极，右侧A电极为阴极，所以A为NaOH，B极产生的气体为氯气。若无膜电解饱和食盐水，阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠，电解过程中先后发生下列反应：
通电
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
通电
因此电解方程式为NaCl＋H2O=====NaClO＋H2↑。 通电
答案 氯气(或Cl2) NaOH NaCl＋H2O=====NaClO＋H2↑
1.关于金属冶炼的叙述正确的是( ) A.工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁 B.金属钠、铝和铜都可用还原法制备 C.电解饱和氯化镁溶液可得金属镁
D.用足量CO还原磁铁矿得到9 mol铁时转移24 mol电子