Question

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。下列材料描述了一些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湿法炼铜是工业上常用的一种炼铜的方法。使用铁和硫酸铜溶液反应。

④工业上冶炼银的方法是加热条件下让氧化银分解。

⑤冶炼锰一般用铝热法，即在高温下用铝还原二氧化锰。

⑥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）影响金属冶炼方法的首要因素是                                 。

（2）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                                                       。

（3）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                                        。

Ⅱ下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图

（1）气体a是         。

（2）白云石煅烧前粉碎的目的是                                       。

（3）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                                 、                             。

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

Answer

（1）金属的活泼性

（2）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

（3）4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 熔点高且比铝不活泼的金属

Ⅱ（1）CO2

（2）增大固体表面积，提高反应速率

（3）2MgO+Si 2Mg↑+SiO2 SiO2+CaOCaSiO3

（4）防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）通常根据金属的活泼性顺序选择金属冶炼的方法，可见影响金属冶炼方法的首要因素是金属的活泼性。

（2）因为MgO的熔点比MgCl2.更高，为节约能源，冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO；AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电，故不能电解AlCl3，冶炼铝时只能电解熔融Al2O3。

（3）铝热法冶炼锰是铝与二氧化锰高温下发生反应，反应化学方程式为4Al+3MnO22Al2O3+3Mn；通常高熔点且比铝不活泼的金属使用铝热法冶炼；

Ⅱ（1）CaMg（CO3）2高温煅烧生成CO2和氧化镁、氧化钙，则气体a是CO2。

（2）为增大固体表面积，提高反应速率通常煅烧前将白云石粉碎；

（3）还原炉需控制温度为1200℃左右，发生的主要反应有2MgO+Si 2Mg↑+SiO2、SiO2+CaOCaSiO3；

（4）防止已还原的Mg在高温条件下再次被氧化，需要将还原炉中空气抽尽，接近真空。

考点：探究金属的冶炼原理。