Question

4．中國籌劃高鐵“大棋局”，國人有望乘高鐵2天到達美國，請回答下列問題：
（1）高鐵的車體材料可以是A、B
A．強度大、密度小、耐腐蝕的玻璃鋼
B．硬度大、密度小的鋁合金
C．熔點高、可塑性好的金屬鈦
（2）若高鐵列車使用了氫氧燃料電池，則高鐵列車在行駛整個過程中的能量轉化是化學能轉化為電能再轉化為機械能．
（3）在高鐵軌道鋪設過程中用到了大量的鐵合金．工業上可以用黃鐵礦（主要成分為FeS₂，其中硫元素的化合價為-1價）來煉鐵，其中發生的一個反應：黃鐵礦和氧氣在高溫下反應生成氧化鐵和一種空氣污染物，請寫出該反應的化學方程式4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，該反應中鐵元素的化合價變化為由+2價變為+3價．請從經濟、環保角度分析工業上用黃鐵礦煉鐵與赤鐵礦相比其缺點是污染大氣、產量低，浪費能源．（答兩點）

Answer 1

分析 （1）根據對高鐵的車體材料的要求分析；
（2）根據氫氧燃料電池提供化學能來分析；
（3）根據黃鐵礦和氧氣在高溫下反應生成氧化鐵和二氧化硫以及化合物中各元素的化合價的代數和為0進行解答．

解答 解：（1）高鐵的車體材料要求強度大、密度小、耐腐蝕，因此選用玻璃鋼、鋁合金，而鈦合金的價格比較昂貴；
（2）氫氧燃料電池提供的是化學能，因此高鐵列車在行駛過程中的能量來源是化學能轉化為電能再轉化為機械能；
（3）黃鐵礦和氧氣在高溫下反應生成氧化鐵和二氧化硫，該反應的化學方程式4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；化合物中各元素的化合價的代數和為0可知，該反應中鐵元素的化合價變化為由+2價變為+3價；用黃鐵礦煉鐵與赤鐵礦相比其缺點是污染大氣、產量低，浪費能源．
故答案為：（1）A、B；
（2）化學能轉化為電能再轉化為機械能；
（3）4FeS₂+110₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；由+2價變為+3價；污染大氣、產量低，浪費能源．

點評 本題主要考查化學材料的應用以及物質發生化學變化時能量的轉化，難度不大．