题目内容

2.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础•回答下列问题:
(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人K、Pb生产其有特殊用途的光学玻璃
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)某炼铁高炉中一次投人磁铁矿冶炼生铁,若不考虑其他的反应,也不考虑生铁中的杂质,则炼得的生铁为3.36t.,该过程中转移的电子数为1.60×105mol,生铁中含碳、硫等元素较多,炼钢是以生铁为原料,除去过多的碳、硫等杂质元素,其中除去硫的化学方程式为FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS
(3)工业炼金属铝的工艺流程如下:

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
(4)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-.

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)磁铁矿的主要成分为四氧化三铁,根据生成铁的质量计算过程中转移的电子数;写出硫化亚铁与氧化钙反应的化学方程式;
(3)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;
(4)牺牲阳极(金属Zn)的阴极保护法的“阴极”锌失去电子生成锌离子,据此写出电极反应式.

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)磁性氧化铁化学式为Fe3O4,其中铁元素的平均化合价为+$\frac{8}{3}$,炼得的生铁为3.36t
该过程中转移的电子为$\frac{3.36×10{\;}^{6}}{56}$×$\frac{8}{3}$=1.60×105mol;通常用氧化钙除去硫,反应的化学方程式为:FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS,
故答案为:1.60×105;FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS;
(3)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;
故答案为:降低Al2O3的熔点,减少熔融电解质的能耗;Al2O3;
(4)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.

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