Question

13．化学是人类进步的关键．
（1）SO₂、NO₂是主要的空气污染物，必须经过处理后才能排放．
①消除SO₂一种方法是：利用Fe³⁺常温下将SO₂氧化为SO₄^2-而实现SO₂的处理，则反应的离子方程式为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②消除NO₂一种方法是：在适当的催化剂存在下，用甲烷将NO₂还原，反应的生成物均对环境无污染，则甲烷将NO₂还原的化学方程式为CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O．
（2）钛被称为继铁、铝之后的第三金属．金属钛的冶炼的步骤主要有：第一步：、钛铁矿（主要成分FeTiO₃）在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛、三氯化铁和一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeCl₃+2TiCl₄+6CO．第二步：由TiCl₄→Ti，需要在Ar气氛围中加热条件下用镁还原，反应的化学方程式为TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂．
（3）高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料．这种材料可以按下列方法制备：
SiO₂ $→_{高温}^{①C}$Si（粗）$→_{300℃}^{②HCl}$SiHCl₃$→_{1000℃-1100℃}^{③过量H_{2}}$Si（纯）
上述步骤①的化学方程式为SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（4）我国海水制盐具有悠久的历史，从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料．写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．电解生成的氯气可用于生产漂白粉，反应的化学方程式：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①Fe³⁺常温下将SO₂氧化为SO₄^2-而实现SO₂的处理，反应生成硫酸、亚铁离子；
②在适当的催化剂存在下，用甲烷将NO₂还原生成氮气、二氧化碳和水；
（2）FeTiO₃在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛、三氯化铁和一种可燃性气体，结合原子守恒为一氧化碳，TiCl₄→Ti，需要在Ar气氛围中加热条件下用镁还原得到金属钛；
（3）根据SiO₂与碳反应生成一氧化碳和硅；
（4）用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近还生成氢氧根离子，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水．

解答 解：（1）①Fe³⁺常温下将SO₂氧化为SO₄^2-而实现SO₂的处理，反应生成硫酸、亚铁离子，2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②在适当的催化剂存在下，用甲烷将NO₂还原生成氮气、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O，
故答案为：CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O；
（2）FeTiO₃在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛、三氯化铁和一种可燃性气体，结合原子守恒为一氧化碳，反应的化学方程式为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，TiCl₄→Ti，需要在Ar气氛围中加热条件下用镁还原得到金属钛，反应的化学方程式为：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂，
故答案为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂；
（3）工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（4）用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近还生成氢氧根离子，电池反应式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的化学方程式为：2Cl₂+2 Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2 H₂O，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，2Cl₂+2 Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2 H₂O．

点评 本题考查了化学反应的产物分析判断，化学方程式书写，题目难度中等．