Question

2．材料是人類賴以生存和發展的重要物質基礎•回答下列問題：
（1）下列生產工藝能獲取新型無機非金屬材料的是（填序號）①④
①采用甲烷為原料，在微波和其他條件下生產金剛石
②在玻璃生產過程中加人K、Pb生產其有特殊用途的光學玻璃
③在水泥生產過程中加入高爐礦渣生產特殊用途的水泥
④采用傳統方法用焦炭還原SiO₂制備單晶硅
（2）某煉鐵高爐中一次投人磁鐵礦冶煉生鐵，若不考慮其他的反應，也不考慮生鐵中的雜質，則煉得的生鐵為3.36t．，該過程中轉移的電子數為1.60×10⁵mol，生鐵中含碳、硫等元素較多，煉鋼是以生鐵為原料，除去過多的碳、硫等雜質元素，其中除去硫的化學方程式為FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS
（3）工業煉金屬鋁的工藝流程如下：

該工藝中冰晶石和氟化鈣的作用是降低Al₂O₃的熔點，減少熔融電解質的能耗物質W的化學式為Al₂O₃
（4）金屬腐蝕帶來的損失無法估量．鋼鐵腐蝕多為吸氧腐蝕，其正極反應式為_O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料，如玻璃、水泥等；新型無機非金屬材料是20世紀中期以后發展起來的，具有特殊性能和用途的材料．它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎，據此進行判斷；
（2）磁鐵礦的主要成分為四氧化三鐵，根據生成鐵的質量計算過程中轉移的電子數；寫出硫化亞鐵與氧化鈣反應的化學方程式；
（3）冰晶石能溶解Al₂O₃晶體，被用作助熔劑降低Al₂O₃的熔點；W為鋁土礦的主要成分氧化鋁；
（4）犧牲陽極（金屬Zn）的陰極保護法的“陰極”鋅失去電子生成鋅離子，據此寫出電極反應式．

解答 解：（1）①采用甲烷為原料，在微波和其他條件下生產的金剛石為新型無機非金屬材料，故①正確；
②光學玻璃是傳統無機非金屬材料，故②錯誤；
③水泥是傳統無機非金屬材料，故③錯誤；
④采用傳統方法用焦炭還原SiO₂制備的單晶硅為新型無機非金屬材料，故④正確．
故答案為：①④；
（2）磁性氧化鐵化學式為Fe₃O₄，其中鐵元素的平均化合價為+$\frac{8}{3}$，煉得的生鐵為3.36t
該過程中轉移的電子為$\frac{3.36×10{\;}^{6}}{56}$×$\frac{8}{3}$=1.60×10⁵mol；通常用氧化鈣除去硫，反應的化學方程式為：FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS，
故答案為：1.60×10⁵；FeS+CaO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CaS；
（3）Al₂O₃屬于離子晶體，熔點較高，加入冰晶石和氟化鈣，熔融的冰晶石和氟化鈣能溶解Al₂O₃晶體，所以其在電解冶煉鋁時被用作助熔劑，降低三氧二化鋁熔化時所需的溫度，在金屬鋁的冶煉中加入冰晶石和氟化鈣的目的是降低Al₂O₃的熔點，減少熔融電解質的能耗；
故答案為：降低Al₂O₃的熔點，減少熔融電解質的能耗；Al₂O₃；
（4）吸氧腐蝕中正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了金屬鋁的冶煉、材料的判斷、氧化還原反應的計算等知識，題目難度中等，注意掌握原電池工作原理，明確金屬鋁的性質及冶煉方法，還要熟悉傳統無機非金屬材料與新型無機非金屬材料的區別．