Question

19．2014年我國的冶金行業(yè)深受經(jīng)濟危機的沖擊，尤其是Al、Fe的價格下滑幅度很大．請完成下面問題：
（1）冶煉后的鋁渣中含有大量的硅酸鋁鈣（Al₂Ca₂Si₅O₁₅），可作耐火纖維的原料．硅酸鋁鈣用氧化物形式表示為2CaO•Al₂O₃•5SiO₂．
（2）由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是bd．
a．Fe₂O₃b．NaCl      c．Cu₂S      d．Al₂O₃
（3）高鐵電池具有容量高、安全性能好和價格低廉等特點，如圖是高鐵電池的實驗裝置．
已知：放電后兩極得到相同價態(tài)鐵的化合物．
①電池放電時正極發(fā)生的電極反應(yīng)式是FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-．
②若該電池屬于二次電池，則充電時陰極的電極反應(yīng)式為Fe（OH）₃+3e^-=Fe+3OH^-．
③已知鹽橋中含有飽和KCl溶液，放電時，鹽橋的作用是形成閉合回路，并保持兩邊溶液呈電中性．

Answer 1

分析 （1）硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O）；
（2）電解法：冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物（Al是電解熔融的Al₂O₃）制得；
熱還原法：冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用還原劑有（C、CO、H₂等）；
熱分解法：冶煉不活潑的金屬Hg、Ag用加熱分解氧化物的方法制得；
（3）①放電后兩極得到相同價態(tài)鐵的化合物，所以高鐵酸根離子在電池放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；
②若該電池屬于二次電池，則充電時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Fe（OH）₃+3e^-=Fe+3OH^-；
③鹽橋的作用是形成閉合回路，并保持兩邊溶液呈電中性．

解答 解：（1）硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O），
所以用氧化物的形式表示鈣鋁石榴子石（Al₂Ca₂Si₅O₁₅）為：2CaO•Al₂O₃•5SiO₂；
故答案為：2CaO•Al₂O₃•5SiO₂；
（2）a．Fe用熱還原法冶煉，故a不選；
b．鈉的性質(zhì)很活潑，用電解氯化鈉的方法冶煉，故b選；
c．Cu用熱還原法冶煉，故c不選；
d．Al的性質(zhì)很活潑，用電解其氧化物的方法冶煉，故d選，故選：bd；
（3）①放電后兩極得到相同價態(tài)鐵的化合物，所以高鐵酸根離子在電池放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-，故答案為：FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；
②若該電池屬于二次電池，則充電時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Fe（OH）₃+3e^-=Fe+3OH^-，故答案為：Fe（OH）₃+3e^-=Fe+3OH^-；（3）①FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-    ②Fe（OH）₃+3e^-=Fe+3OH^-
③鹽橋的作用是形成閉合回路，并保持兩邊溶液呈電中性，故答案為：形成閉合回路，并保持兩邊溶液呈電中性．

點評 本題考查學(xué)生硅酸鹽書寫成氧化物的方法，原電池和電解池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查，難度中等．