题目内容

【化学——选修2化学与技术】（15分）
由Ca3(PO4)2、SiO2、焦炭等为原料生产硅胶（SiO2·nH2O）、磷、磷酸及CH3OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

（1）上述反应中，属于置换反应的是     [选填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）]
（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：                 　　；
固体废弃物CaSiO3可用于 　　                       　　。
（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是                。
（4）CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为        。
（5）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义  　　          　　
（6）写出由P→H3PO4有关反应式
① 　　                       　　
② 　　                       　　

（15分） ：（1）（Ⅰ）、（Ⅲ）（2分）      
（2）Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑（2分）；生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等（1分）
（3）SiHCl3会水解，同时产生的H2，与O2混合发生爆炸等（2分）
（4）CH3OH+H2O－6e－=CO2+6H+（2分）
（5）原料的循环利用，节能减排、原料充分利用。（2分）
（6）①P+O2 =P2O5 （2分） ② P2O5+3H2O =2H3PO4（2分）

解析试题分析：（1）（Ⅰ）SiO2+2CSi+2CO↑，（Ⅱ）Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑,（Ⅲ）Si+3HClSiHCl3+H2↑，（Ⅳ）SiHCl3+（n+2）H2O═SiO2·nH2O+H2↑+3HCl↑，（Ⅴ）CO+2H2CH3OH，所以（Ⅰ）、（Ⅲ）属于置换反应；     
（2）P元素的化合价由+5价降低为0，C元素的化合价由0升高为+2，配平即可得到Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑；硅酸钙属于硅酸盐，所以可以生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等；
（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是SiHCl3会水解，SiHCl3+（n+2）H2O═SiO2·nH2O+H2↑+3HCl↑，生成氢气，若混入O2，氢气与氧气会发生反应并放出大量热量，会引起爆炸．故整个制备过程必须达到无水无氧；
（4）酸性条件下，负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH+H2O－6e－=CO2+6H+；
（5）（VI）这一环节在工业生产上的意义是原料的循环利用，节能减排、原料充分利用。
（6）P→H3PO4有关反应式①P+O2 =P2O5；② P2O5+3H2O =2H3PO4。
考点：考查化学与技术中流程图等知识。

练习册系列答案
相关题目

某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
①
Mg 、Al
稀盐酸
偏向Al
②
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
③
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
④
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
⑤
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
 
根据上表中的实验现象完成下列问题：
(1)实验①、②中Al所作的电极是否相同？
答：____________________________________________
(2)写出实验③中的电极名称、电极反应式和电池总反应方程式。铝为(　　)______________________________
石墨为(　　)__________________________
电池总反应：__________________________
(3)实验④中的铝作________极。
(4)实验⑤中铝作________极。

如图为相互串联的甲、乙两电解池。试回答：

（1）若甲电解池利用电解原理在铁上镀铜，则Ａ是   、   （填电极材料和电极名称），电极反应是        ；Ｂ是（要求同Ａ）   、   ，电极反应是        ，应选用的电解质溶液是   ；乙电解池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈    色。
（2）若甲电解池阴极增重1.28g，乙电解池中剩余溶液仍为400mL，则电解后所得溶液中新生成溶质的物质的量浓度为   mol/L，溶液的pH等于   。
（3）若甲电解池以I=0.21A的电流电解60min后阴极增重0.25g，则此实验测得的阿伏加德罗常数NA为多少（已知电子电量e—=1.60×10—19C）？（简要写计算过程）

电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。
(1)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______________________。

AgNO3—HNO3溶液
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72－)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。回答下列问题：
①写出电极反应式：阴极________________，阳极________________。
②当生成1 mol Cr(OH)3时，电路中转移电子的物质的量至少为________mol。
③电解过程中有Fe(OH)3沉淀生成，原因是___________________________。
(3)电解降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电解降解NO3－的原理如图所示。

电源正极为________(填A或B)，阴极反应式为______________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。

燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－=4OH－
y极：H2(气)＋2OH－－2e－=2H2O(液)
回答下列问题：
(1)x是________极，发生________反应。(填“氧化”或“还原”，下同)
(2)y是________极，发生________反应。
总反应方程式为______________________。
(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。

利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
（1）实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。
（2）实验用品：电极________、________、稀硫酸、________（填写所缺的实验用品）、耳机（或者电流计）。

（3）实验装置：
（4）原电池设计及注意的问题。
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察（耳朵听）耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极（注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的），这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的______
极，电极反应是________________；另一极应该接电流计的________极，电极发生了________反应（“氧化”或“还原”）。

以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎。
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验

将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)＋Cu2＋(水相) R2Cu(有机相)＋2H＋(水相)
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2＋得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS2＋4H＋=Cu2＋＋Fe2＋＋2H2S
2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋
①阳极区硫酸铁的主要作用是____________。
②电解过程中，阳极区Fe3＋的浓度基本保持不变，原因是______________________。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式____________________。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是__________；加入有机萃取剂的目的是__________。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2＋得以再生的原理是____________。
（5）步骤Ⅳ，若电解200 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。

某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。

完成下列填空：
（1）图2是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流动的方向。
（2）写出正、负极反应的方程式。
正极：________________，负极：________________。
（3）按图1装置实验，约8分钟才看到导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是____________________(填字母序号)。
a．用纯氧气代替具支试管内的空气
b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物
c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水
（4）升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施________(填“可行”或“不行”)。

Ⅰ.合理饮食和正确用药，是人体健康的重要保证。
现有下列五种物质A食盐；B小苏打；C苹果汁；D葡萄糖；E青霉素，请按下列要求填空(填序号)。
富含维生素C的是          ，可直接进入血液，补充能量的是           ，应用最广泛的抗生素之一的是          ，既可作为疏松剂，又可治疗胃酸过多的是          ，食用过多会引起血压升高、肾脏受损的          。
Ⅱ.钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志。
（1）写出工业上用赤铁矿炼铁的主要化学反应方程式：                        。
（2）炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl）,第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。试回答：
①铁锅的腐蚀主要是由          （填化学或电化学）腐蚀造成的。形成的铁锈的主要成分是       。
②为防止轮船的船体在海水中腐蚀，一般在船身连接           （填“锌块”或“铜块”）。
Ⅲ.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，合理使用材料可以改善我们的生活。
（1）体育场馆建设需大量建筑材料。下列材料不属于硅酸盐材料的是          （填字母）。
A．石灰石           B．水泥               C．玻璃
（2）在下列材料中，属于无机非金属材料的是    (填字母)。属于塑料制品的是     。
A．涤纶　　　　  B．聚氯乙烯塑料　　C．氮化硅陶瓷         D．玻璃钢
（3）下列有关合金性质的说法正确的是          （填字母）。
A．合金的熔点一般比它的成分金属高
B．合金的硬度一般比它的成分金属低
C．组成合金的元素种类相同，合金的性能就一定相同
D．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能
（4）合成塑料、合成橡胶和          是常说的三大合成材料。

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