金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应 2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是_________,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为___________mol。
(3)如图为电解精炼银的示意图,______(填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为___________
(4)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:
写出电解饱和食盐水的离子方程式___________。
离子交换膜的作用为:______________、_______________。
精制饱和食盐水从图中___________位置补充,氢氧化钠溶液从图中____________位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
【答案】(1)bd;(2)Cu2S;4;(3)a;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O;
(4) 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,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;a;d。
【解析】(1)通过电解法进行金属冶炼,一般是活泼金属,从K、Ca、Na、Mg、Al,因此bd选项正确;(2)还原剂是化合价升高,根据反应方程式,Cu由+1价→+2价,S由-2价→+6价,因此还原剂是Cu2S,1molO2得到电子是4mol,得失电子数目守恒,因此还原剂失去电子的物质的量4mol;(3)精炼中,纯金属做阴极,粗金属作阳极,因此a为粗银,红棕色气体为NO2,因为是稀硝酸,因此先产生NO,然后NO和氧气反应生成NO2,电极反应式为:NO3-+4H++3e-=NO↑+2H2O;(4)电解饱和食盐水得到NaOH、H2、Cl2,电极反应式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,②因为氯气和NaOH能够反应,因此交换膜的作用是防止OH-进入阳极室,与氯气反应;同时阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸;③阳极室:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极室:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根据电极反应式,补充饱和食盐水,从a位置补充,氢氧化钠在阴极室产生,从d位置流出。