开发利用金属矿物和海水资源)

1.了解金属矿物和海水的综合了解金属矿物和海水的综合利用。利用。2了解化学科学发展对自然了解化学科学发展对自然资源利用的作用。资源利用的作用。1.金属冶炼的原理、铝热反应。金属冶炼的原理、铝热反应。2海水的综合开发与利用，海水的综合开发与利用，Mg、Br2、Cl2的提取和生产的提取和生产工艺流程。工艺流程。一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1金属在自然界中的存在金属在自然界中的存在在在自自然然界界中中，除除了了金金、铂铂等等极极少少数数金金属属外外，绝绝大大多多数数金属都以金属都以化合态化合态存在。存在。2金属冶炼的实质金属冶炼的实质金金属属的的冶冶炼炼过过程程就就是是把把金金属属从从其其化化合合物物中中还还原原出出来来的的过程。即：过程。即：Mnne=M(写反应通式写反应通式)。3金属冶炼的方法金属冶炼的方法(1)热分解法热分解法用用加加热热分分解解氧氧化化物物的的方方法法可可制制取取Hg、Ag，化化学学方方程程式式分别为：分别为：(3)电解法电解法适用于金属活动性很强的金属的冶炼。适用于金属活动性很强的金属的冶炼。(写写出化学方程式出化学方程式)注意：金属的冶炼方法与金属活动性顺序有关，在金属活注意：金属的冶炼方法与金属活动性顺序有关，在金属活动顺序中排在动顺序中排在Mg之前的金属用电解法，之前的金属用电解法，Mg和和Cu之间的金属用之间的金属用热还原法，热还原法，Hg之后的金属用热分解法。之后的金属用热分解法。二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用1海水水资源的利用海水水资源的利用(1)海海水水水水资资源源的的利利用用，主主要要包包括括海海水水的的淡淡化化和和直直接接利利用海水进行用海水进行循环冷却循环冷却等。等。(2)海海水水淡淡化化的的方方法法主主要要有有蒸蒸馏馏法法、电电渗渗析析法法、离离子子交交换法换法等。等。2海水化学资源的开发利用海水化学资源的开发利用(1)氯碱工业氯碱工业1从从石石器器、青青铜铜器器到到铁铁器器时时代代，金金属属的的冶冶炼炼体体现现了了人人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是()A肯定发生的是置换反应肯定发生的是置换反应B肯定发生的是氧化还原反应肯定发生的是氧化还原反应C只能用金属作还原剂冶炼金属只能用金属作还原剂冶炼金属D如如图图表表示示了了三三种种金金属属被被人人类类开开发发利利用用的的大大致致年年限限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少答案：答案：B2下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是()A工业上利用工业上利用H2还原还原NaCl可以制取单质钠可以制取单质钠B铝热法炼铁的过程是通过置换反应得到单质铁铝热法炼铁的过程是通过置换反应得到单质铁C海水提溴的过程中不发生氧化还原反应海水提溴的过程中不发生氧化还原反应D利用电解的方法可以从海水中获取淡水利用电解的方法可以从海水中获取淡水答案：答案：B3海水中的碘富集在海带中，我国海带产量居世界第海水中的碘富集在海带中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：下列有关叙述正确的是下列有关叙述正确的是()A碘元素在海水中也有游离态存在碘元素在海水中也有游离态存在B在提取的过程中用的氧化剂可以是在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C操作操作是结晶或重结晶是结晶或重结晶D是提纯操作，常用蒸馏或分馏是提纯操作，常用蒸馏或分馏答案：答案：B4(1)取取适适量量由由MgO和和Fe2O3组组成成的的混混合合物物进进行行铝铝热热反反应应，产产物物中中有有单单质质B。引引发发铝铝热热反反应应的的实实验验操操作作为为_，产物中的单质产物中的单质B是是_。(2)通通过过铝铝热热反反应应从从下下列列氧氧化化物物中中还还原原出出物物质质的的量量相相同同的各金属，消耗铝最少的是的各金属，消耗铝最少的是_(填序号填序号)。ACr2O3BWO3CMnO2 DV2O5解解析析：(1)铝铝热热反反应应需需在在高高温温下下进进行行，引引发发铝铝热热反反应应需需在在铝铝热热剂剂上上加加少少量量氯氯酸酸钾钾固固体体，插插上上镁镁条条，并并引引燃燃镁镁条条。铝铝热热反反应应的的实实质质是是铝铝在在高高温温条条件件下下从从氧氧化化物物中中置置换换出出活活泼泼性性比比其其差差的的其其他他金金属属。铝铝的的活活泼泼性性在在镁镁和和铁铁之之间间，故故该该铝铝热热反反应应中中只只能能生成生成Fe。(2)根根据据得得失失电电子子守守恒恒，金金属属元元素素的的化化合合价价越越低低，生生成成1 mol金金属属单单质质时时得得到到的的电电子子越越少少，消消耗耗的的铝铝越越少少。在在几几种种氧氧化化物中物中Cr的化合价最低，反应中消耗的铝最少。的化合价最低，反应中消耗的铝最少。答案：答案：(1)在在铝铝热热剂剂上上加加少少量量氯氯酸酸钾钾固固体体，插插上上镁镁条条，并并将将其其引燃引燃Fe(2)A要点要点1金属的冶炼方法与常见金属的冶炼原理金属的冶炼方法与常见金属的冶炼原理1金属的冶炼方法金属的冶炼方法所所谓谓金金属属的的冶冶炼炼实实质质上上是是把把金金属属从从其其化化合合物物中中还还原原出出来来。但但是是由由于于金金属属性性的的差差别别，其其相相应应离离子子的的氧氧化化性性也也强强弱弱不不同同，采采取取的的还还原原措措施施也也不不同同。一一般般规规律律是是金金属属越越不不活活泼泼，其其相相应应的的离离子子氧氧化化性性越越强强，或或其其相相应应化化合合物物越越不不稳稳定定，这这类类金金属属的的冶冶炼炼可可以以用用加加热热分分解解法法，例例如如Ag2O制制Ag，HgO制制Hg等等；金金属属越越活活泼泼，其其离离子子氧氧化化性性越越弱弱，欲欲使使其其还还原原采采取取的的措措施施越越复复杂杂，例例如如，欲欲得得金金属属钠钠、铝铝等等金金属属必必须须用用电电解解其其熔熔融融化化合合物物的的方方法法；属属于于中中等等活活泼泼的的金金属属，用用还还原原剂剂即即可可将将其其还还原原成成单单质质，例例如如在在金金属属活活动动顺顺序序表表中中Zn与与Cu之之间间的的金金属属，使使用用的的还还原原剂剂可可以以是是CO、H2、C、Al等。等。对应学生用书对应学生用书152页页 2常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理3.铝热反应铝热反应(1)原原理理：Al是是还还原原剂剂，另另一一种种氧氧化化物物作作氧氧化化剂剂，是是铝铝将将氧氧化化物物中中的的金金属属置置换换出出来来的的反反应应；其其实实质质是是铝铝将将氧氧化化物物中中化化合态的金属还原为金属单质。合态的金属还原为金属单质。(2)反反应应特特点点：高高温温条条件件；剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量的的热；热；新生成的液态金属单质易与新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态固态)分离。分离。(3)引燃剂和铝热剂引燃剂和铝热剂引燃剂：镁条、氯酸钾。引燃剂：镁条、氯酸钾。铝铝热热剂剂：铝铝粉粉和和金金属属氧氧化化物物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5)组组成的混合物。成的混合物。例例1冶冶炼炼金金属属一一般般有有下下列列4种种方方法法：焦焦炭炭法法水水煤煤气气(或或氢氢气气、一一氧氧化化碳碳)法法活活泼泼金金属属置置换换法法电电解解法法。这这4种种方方法法在在工工业业上上均均有有应应用用。古古代代有有：火火烧烧孔孔雀雀石石炼炼铜铜湿湿 法法 炼炼 铜铜。现现 代代 有有：铝铝 热热 法法 炼炼 铬铬 从从 光光 卤卤 石石(MgCl26H2O)中中炼炼镁镁。对对它它们们冶冶炼炼方方法法的的分分类类，不不正正确确的的是是()A，B，C，D，则则属属方方法法，属属方方法法，属属方方法法，属属方方法法。综上分析，。综上分析，B不正确。不正确。【答案答案】B迁移应用迁移应用1下列说法中正确的是下列说法中正确的是()AMg、Fe、Cu分分别别可可以以用用电电解解法法、热热还还原原法法和和热热分分解法冶炼得到解法冶炼得到B我国流通的硬币材质是经过冶炼的纯金属单质我国流通的硬币材质是经过冶炼的纯金属单质C从南海打捞的明代沉船上存在大量的铝制餐具从南海打捞的明代沉船上存在大量的铝制餐具D回收废旧金属，可以重新制成金属或它们的化合物回收废旧金属，可以重新制成金属或它们的化合物【解解析析】Cu需需采采用用热热还还原原法法冶冶炼炼，A项项错错误误；硬硬币币材材质质是是合合金金材材料料而而非非纯纯金金属属单单质质，B项项错错误误；Al是是活活泼泼金金属属，要要用用电电解解法法冶冶炼炼，明明朝朝尚尚不不能能得得到到其其单单质质，C项项错错误误；D项项正正确。确。【答案答案】D要点要点2海水资源的开发利用海水资源的开发利用1海水淡化海水淡化(1)海海水水淡淡化化途途径径：通通过过从从海海水水中中提提取取淡淡水水或或从从海海水水中中把盐分离出去。把盐分离出去。(2)海水淡化的方法及其特点海水淡化的方法及其特点海海水水淡淡化化的的方方法法主主要要有有蒸蒸馏馏法法(如如图图所所示示)、电电渗渗析析法法、离离子子交交换换法法等等。其其中中蒸蒸馏馏法法的的历历史史最最久久，技技术术和和工工艺艺也也比比较较完完善，但成本较高。善，但成本较高。2海水中镁的提取海水中镁的提取(1)流程流程3海水中溴的提取海水中溴的提取(1)用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。(2)向向酸酸化化的的海海水水中中通通入入适适量量的的氯氯气气，使使溴溴离离子子转转化化为为溴单质：溴单质：2NaBrCl2=Br22NaCl(3)向向含含溴溴单单质质的的水水溶溶液液中中通通入入空空气气和和水水蒸蒸气气，将将溴溴单单质质吹吹入入盛盛有有二二氧氧化化硫硫溶溶液液的的吸吸收收塔塔内内以以达达到到富富集集的的目目的的：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)向吸收塔内溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内溶液中通入适量的氯气：2HBrCl2=2HClBr2(5)用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。萃取吸收塔内溶液中的溴单质。4海带中碘的提取海带中碘的提取(1)流程流程(2)主要化学原理：主要化学原理：Cl22KI=2KClI2例例2海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐、镁海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐、镁和溴的过程如下：和溴的过程如下：(1)步步骤骤中中已已获获得得Br2，步步骤骤中中又又将将Br2还还原原Br，其其目目的的为为_。(2)步步骤骤用用SO2水水溶溶液液吸吸收收Br2，吸吸收收率率可可达达95%，有有关关反反应应的的离离子子方方程程式式为为_，由由此此反反应应可可知知，除除要要保保护护环环境境外外，在工业生产中应解决的主要问题是在工业生产中应解决的主要问题是_。(3)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法查阅了有关资料，方法查阅了有关资料，Br2的沸点为的沸点为59，微溶于水，有毒性，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如图所示的装置简和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如图所示的装置简图。图。请你参与分析讨论：请你参与分析讨论：图中仪器图中仪器B的名称是的名称是_。实实验验装装置置气气密密性性良良好好，要要达达到到提提纯纯溴溴的的目目的的，操操作作中中如如何控制关键条件何控制关键条件_。C中液体的颜色为中液体的颜色为_。为除去。为除去C装置所收集的装置所收集的物质中仍残留的少量物质中仍残留的少量Cl2，可向其中加入，可向其中加入NaBr溶液，充分反应溶液，充分反应后，再进行分离操作，除蒸馏外，还可以用另一种分离方法，后，再进行分离操作，除蒸馏外，还可以用另一种分离方法，它用到的仪器有它用到的仪器有_(从下图中选择从下图中选择)。(4)步步骤骤涉涉及及的的操操作作过过程程依依次次为为_(填填操操作作名名称称)。(5)写出下列反应的方程式。写出下列反应的方程式。电解氯化镁制备镁的化学方程式：电解氯化镁制备镁的化学方程式：_；步骤步骤的化学方程式：的化学方程式：_；步步骤骤的的离离子子方方程程式式：_。【解析解析】(1)海水中溴离子的含量低，步骤海水中溴离子的含量低，步骤的目的是的目的是将低浓度的含溴物质浓缩将低浓度的含溴物质浓缩(或富集或富集)。(2)用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，反应产生大量的酸，会腐，反应产生大量的酸，会腐蚀设备。蚀设备。(3)蒸馏操作的关键是控制温度，才能收集到较纯的溴蒸馏操作的关键是控制温度，才能收集到较纯的溴单质；单质；C装置起冷凝作用，从而收集到液溴。从氯化钠溶液中装置起冷凝作用，从而收集到液溴。从氯化钠溶液中分离溴单质的方法除可蒸馏外，还可以是萃取分离溴单质的方法除可蒸馏外，还可以是萃取(萃取剂为四氯化萃取剂为四氯化碳碳)。(4)从氯化镁溶液中提取氯化镁晶体，先制成热饱和溶液，从氯化镁溶液中提取氯化镁晶体，先制成热饱和溶液，然后，冷却结晶，最后，过滤得到氯化镁晶体。然后，冷却结晶，最后，过滤得到氯化镁晶体。(5)电解氯化镁电解氯化镁得到镁和氯气，步骤得到镁和氯气，步骤发生的反应有氧化钙溶于水以及氢氧化发生的反应有氧化钙溶于水以及氢氧化钙与氯化镁的反应；步骤钙与氯化镁的反应；步骤发生的反应为氢氧化镁溶于盐酸的发生的反应为氢氧化镁溶于盐酸的反应。反应。迁迁移移应应用用2海海水水是是镁镁的的主主要要来来源源之之一一。从从海海水水中中提提取取镁镁可可按按如如下下步步骤骤进进行行：把把贝贝壳壳制制成成石石灰灰乳乳；向向引引入入的的海海水水中中加加入入石石灰灰乳乳，沉沉降降、洗洗涤涤、过过滤滤沉沉淀淀物物；将将沉沉淀淀物物与与盐盐酸酸反应、结晶、过滤、干燥；反应、结晶、过滤、干燥；电解得到产物。电解得到产物。(1)以以上上提提取取镁镁的的全全过过程程中中，没没有有涉涉及及的的化化学学反反应应类类型型是是_(填序号填序号)。A分解反应分解反应B化合反应化合反应C置换反应置换反应 D复分解反应复分解反应(2)下下列列关关于于提提取取镁镁的的说说法法中中，不不正正确确的的是是_(填填序号序号)。A此法的优点之一是原料来自大海此法的优点之一是原料来自大海B进行进行步骤的目的是富集步骤的目的是富集MgCl2C可用电解熔融氧化镁的方法制取镁可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D电解冶炼镁要消耗大量电能电解冶炼镁要消耗大量电能【解解析析】(1)从从海海水水中中提提取取镁镁的的全全过过程程中中，涉涉及及到到的的反应有：反应有：把把贝贝壳壳制制成成石石灰灰乳乳：CaCO3高高温温,CaOCO2，分分解解反应；反应；CaOH2O=Ca(OH)2，化合反应；，化合反应；沉沉淀淀Mg2：Mg22OH=Mg(OH)2，复复分分解解反反应；应；沉沉淀淀物物与与盐盐酸酸反反应应：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，复分解反应；，复分解反应；电电解解：MgCl2(熔熔融融)电电解解,MgCl2，分分解解反反应应。未未涉及置换反应。涉及置换反应。(2)由由于于MgO的的熔熔点点高高，不不能能使使用用电电解解熔熔融融MgO的的方方法法冶炼冶炼Mg。【答案答案】(1)C(2)C迁移应用迁移应用3海洋植物，如海带、海藻中含有丰富的碘海洋植物，如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下：的流程如下：某化学兴趣小组在上述流程某化学兴趣小组在上述流程、的实验过程中观察到的的实验过程中观察到的现象如下图所示：现象如下图所示：回答下列问题：回答下列问题：(1)将将海海藻藻剪剪碎碎，为为便便于于海海藻藻灼灼烧烧一一般般使使用用酒酒精精将将其其润润湿湿，灼灼烧烧海海藻藻需需要要用用的的主主要要仪仪器器除除三三脚脚架架、泥泥三三角角外外，还还需需要要有有_。(2)写写 出出 提提 取取 过过 程程 中中、的的 实实 验验 操操 作作 名名 称称：_，_。(3)过过程程中中用用到到的的主主要要玻玻璃璃仪仪器器是是_，过过程程中不能用乙醇代替中不能用乙醇代替CCl4的原因是的原因是_。(4)上上 述述 流流 程程 中中 过过 程程 发发 生生 的的 离离 子子 方方 程程 式式 是是_。(5)证证明明海海藻藻中中确确实实存存在在碘碘元元素素的的实实验验是是_(只只要求写出实验所用的试剂以及产生的实验现象要求写出实验所用的试剂以及产生的实验现象)。【解解析析】(1)灼灼烧烧固固体体使使用用坩坩埚埚，取取用用坩坩埚埚需需用用坩坩埚埚钳钳，坩坩埚埚固固定定需需用用泥泥三三角角，泥泥三三角角应应放放到到三三角角架架上上，使使用用酒酒精精灯灯加加热热。(2)是是将将杂杂质质固固体体和和含含有有I的的溶溶液液分分离离，即即过过滤滤，是是将将碘碘与与有有机机溶溶剂剂分分离离，使使用用蒸蒸馏馏法法。(3)是是将将I2从从其其水水溶溶液液中中分分离离出出来来，使使用用萃萃取取分分液液法法，主主要要仪仪器器有有分分液液漏漏斗斗、铁铁架架台台、烧烧杯杯等等。乙乙醇醇与与水水互互溶溶，根根据据选选取取萃萃取取剂剂的的原原则则，可可知知乙乙醇醇不不能能把把I2从从其其水水溶溶液液中中萃萃取取出出来来。(4)是是将将I转转化化为为I2，选选择择合合适适的的氧氧化化剂剂，新新制制氯氯水水中中含含有有Cl2，Cl2可可将将I氧氧化化成成I2。(5)根根据淀粉的特征反应可以检验碘单质的存在。据淀粉的特征反应可以检验碘单质的存在。【答案答案】(1)坩埚、坩埚钳、酒精灯坩埚、坩埚钳、酒精灯(2)过过滤滤蒸蒸馏馏(3)分分液液漏漏斗斗、烧烧杯杯酒酒精精与与水水互互溶溶，不分层不分层(4)2ICl2=I22Cl(5)淀粉溶液，变蓝色淀粉溶液，变蓝色 1(_年年广广东东高高考考)广广东东正正在在建建设设海海洋洋强强省省。下下列列说说法不正确的是法不正确的是()A从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B往往淡淡水水中中加加入入NaCl等等配配成成人人造造海海水水，可可用用于于海海产产品品的长途运输的长途运输C赤赤潮潮主主要要是是由由工工农农业业生生产产和和生生活活废废水水引引起起沿沿海海水水域域的富营养化而造成的的富营养化而造成的D海海洋洋经经济济专专属属区区的的资资源源开开发发可可获获得得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属等金属对应学生用书对应学生用书154页页 解析：解析：D项中项中B不是金属。不是金属。答案：答案：D 2(_年福建高考年福建高考)从铝土矿从铝土矿(主要成分是主要成分是Al2O3，含，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如中提取氧化铝的两种工艺流程如下：下：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)流流 程程 甲甲 加加 入入 盐盐 酸酸 后后 生生 成成 Al3的的 离离 子子 方方 程程 式式 为为_。(2)流流程程乙乙加加入入烧烧碱碱后后生生成成SiO32的的离离子子方方程程式式为为_。(3)验验证证滤滤液液B含含Fe3，可可取取少少量量滤滤液液并并加加入入_(填试剂名称填试剂名称)。(4)滤滤液液E、K中中溶溶质质的的主主要要成成分分是是_(填填化化学学式式)，写出该溶液的一种用途，写出该溶液的一种用途_。(5)已已知知298 K时时，Mg(OH)2的的溶溶度度积积常常数数Ksp5.61012，取取适适量量的的滤滤液液B，加加入入一一定定量量的的烧烧碱碱达达到到沉沉淀淀溶溶解解平平衡衡，测测得得pH13.00，则则此此温温度度下下残残留留在在溶溶液液中中的的c(Mg2)_。答案：答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)SiO22OH=SiO32H2O(3)硫氰化钾硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案或苯酚溶液等合理答案)(4)NaHCO3制纯碱制纯碱(或做发酵粉等合理答案或做发酵粉等合理答案)(5)5.61010mol/L3(江苏南京江苏南京2011届高三模拟届高三模拟)天然海水中主要含有天然海水中主要含有Na、K、Ca2、Mg2、Cl、SO42、Br、CO32、HCO3等离子。火力发电燃煤排放的含等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：其工艺流程如下图所示：下列说法错误的是下列说法错误的是()A天天然然海海水水pH8的的原原因因是是由由于于海海水水中中的的CO32、HCO3水解水解B“氧氧化化”是是利利用用氧氧气气将将H2SO3、HSO3、SO32等等氧氧化化生成生成SO42C“反反应应、稀稀释释”时时加加天天然然海海水水的的目目的的是是中中和和、稀稀释释经经氧气氧化后海水中生成的酸氧气氧化后海水中生成的酸D“排排放放”出出来来的的海海水水中中SO42的的物物质质的的量量浓浓度度与与进进入入吸收塔的天然海水相同吸收塔的天然海水相同解解析析：本本题题考考查查海海水水脱脱硫硫工工艺艺流流程程的的相相关关分分析析，属属中中等等题题。由由题题中中所所给给的的天天然然海海水水的的离离子子及及结结合合流流程程图图可可分分析析知知，氧氧化化的的环环节节是是指指将将烟烟气气中中硫硫元元素素氧氧化化成成SO42，故故最最终终出出来来的的海水中的海水中的SO42含量比起始进入吸收塔的要高，含量比起始进入吸收塔的要高，D项错。项错。答案：答案：D4如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源的利用率，减少环境污染。可以大大提高资源的利用率，减少环境污染。(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是_。对应学生用书对应学生用书154页页 铝热反应铝热反应铝铝热热反反应应是是高高中中化化学学中中的的一一个个典典型型反反应应，也也是是各各类类考考试试考考查查的的热热点点之之一一。试试题题中中常常借借助助这这一一反反应应考考查查铁铁、铝铝及及其其化化合物性质的应用、混合物成分的检验及含量的测定等知识。合物性质的应用、混合物成分的检验及含量的测定等知识。实实验验活活动动英英才才学学校校化化学学兴兴趣趣小小组组在在学学习习铝铝热热反反应应时时，对对课课本本中中的的实实验验产产生生了了深深入入研研究究的的想想法法，准准备备对对铝铝热热剂剂的的最最佳佳配配比比和和实实验验现现象象以以及及产产物物的的组组成成等等进进行行研研究究。他他们们分分成成两两组组，各自确定了研究方案，具体研究过程如下。各自确定了研究方案，具体研究过程如下。第第一一小小组组：为为确确定定某某铝铝热热剂剂(含含氧氧化化铁铁和和铝铝)的的组组成成，分分别进行下列实验。别进行下列实验。(1)若若取取a g样样品品，向向其其中中加加入入足足量量的的NaOH溶溶液液，测测得得生生成成气气体体的的体体积积为为b L(标标准准状状况况)，则则反反应应的的化化学学方方程程式式是是_，样品中铝的质量是，样品中铝的质量是_g。(2)若若取取a g样样品品将将其其点点燃燃，恰恰好好完完全全反反应应，则则反反应应的的化化学学方方程程式式是是_，样样品品中中氧氧化化铁铁与与铝铝的的质质量量比比是是_。第二小组：经实验探究可知，铝热反应的现象有：第二小组：经实验探究可知，铝热反应的现象有：“反反应放出大量热，并发出耀眼的光芒应放出大量热，并发出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中有熔融物落入沙中”。又知。又知Al、Fe2O3、Al2O3和和Fe的熔沸点数的熔沸点数据如下表所示。据如下表所示。物质物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点熔点/660146220541535沸点沸点/246729802750(3)张晴同学推测铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金，张晴同学推测铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金，其理由是该反应放出的热量能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，其理由是该反应放出的热量能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为她的推测是否合此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为她的推测是否合理？理？_(填填“合理合理”或或“不合理不合理”)，为什么？，为什么？_。解解析析：第第一一小小组组主主要要研研究究铝铝热热剂剂的的组组成成，依依据据铝铝和和氧氧化化铁铁的的性性质质差差异异，即即铝铝能能与与NaOH溶溶液液反反应应产产生生H2，而而氧氧化化铁铁则不能，可计算出铝和氧化铁的质量比。则不能，可计算出铝和氧化铁的质量比。(1)设该铝热剂中含铝的质量为设该铝热剂中含铝的质量为x g，则有：，则有：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 227 g 322.4 L x g b L(3)由表中给出的数据可知，当铁是熔融态时，铝一定由表中给出的数据可知，当铁是熔融态时，铝一定是液态，两者可以熔合形成铁铝合金，该同学的推测合理。是液态，两者可以熔合形成铁铝合金，该同学的推测合理。感谢您的关注！感谢您的关注！