Question

15．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础．回答下一问题：
（1）下列生产工艺能获取新型无机非金属材料的是（填序号）①④．
①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产金刚石
②在玻璃生产过程中加入K、Pb生产其有特殊用途的光玻璃
③在水泥生产过程中加入高炉矿渣生产特殊用途的水泥
④采用传统方法用焦炭还原SiO₂制备单晶硅
（2）工业炼金属铝的工艺流程如图：
该工艺中冰晶石和氟化钙的作用是降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗，物质W的化学式为Al₂O₃．
（3）金属腐蚀带来的损失无法估量．钢铁腐蚀多为吸氧腐蚀，其正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料，如玻璃、水泥等；新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料．它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础，据此进行判断；
（2）冰晶石能溶解Al₂O₃晶体，被用作助熔剂降低Al₂O₃的熔点；W为铝土矿的主要成分氧化铝；
（3）钢铁腐蚀多为吸氧腐蚀，氧气得电子被还原．

解答 解：（1）①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产的金刚石为新型无机非金属材料，故①正确；
②光学玻璃是传统无机非金属材料，故②错误；
③水泥是传统无机非金属材料，故③错误；
④采用传统方法用焦炭还原SiO₂制备的单晶硅为新型无机非金属材料，故④正确．
故答案为：①④；
（2）Al₂O₃属于离子晶体，熔点较高，加入冰晶石和氟化钙，熔融的冰晶石和氟化钙能溶解Al₂O₃晶体，所以其在电解冶炼铝时被用作助熔剂，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；W是铝土矿中主要成分氧化铝，其化学式为：Al₂O₃；
故答案为：降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；Al₂O₃；
（3）吸氧腐蚀中正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查了金属铝的冶炼、材料的判断、氧化还原反应的计算等知识，题目难度中等，注意掌握原电池工作原理，明确金属铝的性质及冶炼方法，还要熟悉传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别．