Question

15．材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)．回答下一問題：
（1）下列生產(chǎn)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(chǎn)金剛石
②在玻璃生產(chǎn)過程中加入K、Pb生產(chǎn)其有特殊用途的光玻璃
③在水泥生產(chǎn)過程中加入高爐礦渣生產(chǎn)特殊用途的水泥
④采用傳統(tǒng)方法用焦炭還原SiO₂制備單晶硅
（2）工業(yè)煉金屬鋁的工藝流程如圖：
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(zhì)的能耗，物質(zhì)W的化學(xué)式為Al₂O₃．
（3）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(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）傳統(tǒng)的無機非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)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(fā)展起來的，具有特殊性能和用途的材料．它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，據(jù)此進行判斷；
（2）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；
（3）鋼鐵腐蝕多為吸氧腐蝕，氧氣得電子被還原．

解答 解：（1）①采用甲烷為原料，在微波和其他條件下生產(chǎn)的金剛石為新型無機非金屬材料，故①正確；
②光學(xué)玻璃是傳統(tǒng)無機非金屬材料，故②錯誤；
③水泥是傳統(tǒng)無機非金屬材料，故③錯誤；
④采用傳統(tǒng)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）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(zhì)的能耗；W是鋁土礦中主要成分氧化鋁，其化學(xué)式為：Al₂O₃；
故答案為：降低Al₂O₃的熔點，減少熔融電解質(zhì)的能耗；Al₂O₃；
（3）吸氧腐蝕中正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)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(yīng)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(zhì)及冶煉方法，還要熟悉傳統(tǒng)無機非金屬材料與新型無機非金屬材料的區(qū)別．