Question

【化學(xué)-選修2化學(xué)與技術(shù)】
（l）火法煉鋅是將閃鋅礦（主要成分是ZnS）通過(guò)浮選焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，再把氧化鋅和焦炭混合，在鼓風(fēng)爐中加熱到1100～1300℃，使鋅蒸餾出來(lái)．
①寫(xiě)出火法煉鋅的主要反應(yīng)：焙燒反應(yīng)：

 

．鼓風(fēng)爐中可能發(fā)生的反應(yīng)：

 

（任寫(xiě)一個(gè)）
②從保護(hù)環(huán)境和充分利用原料角度看如何處理和利用產(chǎn)生的煙氣？

 

（2）工業(yè)上冶煉鋁就是電解氧化鋁
①冶煉鋁的電解槽中的陰極和陽(yáng)極材料均用石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品

 

（填物質(zhì)名稱）
②氧化鋁的熔點(diǎn)很高，在鋁的冶煉中要加入冰晶石（Na₃AlF），其作用是

 

．
③工業(yè)上冶煉鋁時(shí)用的原料是Al₂O₃，而不是AlCl₃，其原因是

 

．
（3）工業(yè)上“聯(lián)合制堿法”中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．其中的CO₂來(lái)源于

 

．
（4）磁酸鈣是制玻璃的原料之一，工業(yè)上制玻璃是在玻璃熔爐中進(jìn)行，其中反應(yīng)之一為：CaCO₃+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃+CO₂↑，若在上述條件下，把1000ag CaCO₃和60ag SiO₂混合，則生成的CO₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）①焙燒中硫化鋅與氧氣在高溫下反應(yīng)生成氧化鋅和二氧化硫；鼓風(fēng)爐中碳與氧氣在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳、氧化鋅在高溫下被一氧化碳還原成金屬鋅，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
②閃鋅礦主要含ZnS，在焙燒時(shí)生成二氧化硫氣體，可用于生產(chǎn)硫酸；
（2）①冶煉鋁的電解槽中的陰極和陽(yáng)極材料均為惰性電極；
②氧化鋁的熔點(diǎn)很高，在鋁的冶煉中要加入冰晶石可以降低氧化鋁的熔化溫度；
③氯化鋁為共價(jià)化合物，熔化后不導(dǎo)電，而氧化鋁為離子化合物；
（3）根據(jù)工業(yè)上“聯(lián)合制堿法”的原理寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；聯(lián)合制堿法中CO₂來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣；
（4）碳酸鈣在高溫下能夠發(fā)生反應(yīng)：CaCO₃ 

高溫  .

 CaO+CO₂↑，所以生成二氧化碳的物質(zhì)的量就等于碳酸鈣的物質(zhì)的量，與反應(yīng)中二氧化硅的物質(zhì)的量無(wú)關(guān)，據(jù)此計(jì)算出生成標(biāo)況下二氧化碳的體積．

解答：解：（1）①由題中信息可知，閃鋅礦（主要成分是ZnS）通過(guò)浮選焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2ZnS+3O₂

高溫  .

2ZnO+2SO₂；
氧化鋅和焦炭混合，在鼓風(fēng)爐中加熱到1100～1300℃，使鋅蒸餾出來(lái)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2C+O₂

高溫  .

2C0或ZnO+CO

高溫  .

Zn+CO₂，
故答案為：2ZnS+3O₂

高溫  .

2ZnO+2SO₂；2C+O₂

高溫  .

2C0或ZnO+CO

高溫  .

Zn+CO₂；
②閃鋅礦主要含ZnS，在焙燒時(shí)生成二氧化硫氣體，如隨意排放會(huì)污染環(huán)境，可用于生產(chǎn)硫酸，
故答案為：將煙道氣凈化，用于生產(chǎn)硫酸；
（2）①電解法冶煉金屬鋁需要使用惰性電極，石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品中石墨（或碳）可以作為惰性電極電解冶煉鋁，
故答案為：石墨（或碳）；
②由于氧化鋁熔點(diǎn)高，為了降低氧化鋁熔化溫度，節(jié)約能源，在鋁的冶煉中要加入冰晶石（Na₃AlF），
故答案為：降低氧化鋁熔化溫度，節(jié)約能源；
③由于氧化鋁為離子化合物，熔化后能夠?qū)щ�，而氯化鋁是共價(jià)化合物，熔化后不導(dǎo)電，無(wú)法電解氯化鋁獲得金屬鋁，
故答案為：氧化鋁熔化后能夠?qū)щ姡�氯化鋁是共價(jià)化合物，熔化后不導(dǎo)電；
（3）聯(lián)合制堿法是在氨的飽和NaCl溶液中二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，解熱碳酸氫鈉即可制備碳酸鈉，反應(yīng)的有關(guān)方程式為，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；CO₂是制堿工業(yè)的重要原料，聯(lián)合制堿法中CO₂來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣，
故答案為：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（飽和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；合成氨廠；
（4）1000ag CaCO₃的物質(zhì)的量為：

1000ag

100g/mol

=10mol，在高溫下加熱SiO₂和CaCO₃固體混合物發(fā)生反應(yīng)為：CaCO₃ 

高溫  .

 CaO+CO₂↑，CaO+SiO₂

高溫  .

CaSiO₃，反應(yīng)生成二氧化碳的物質(zhì)的量等于碳酸鈣的物質(zhì)的量，即10amol二氧化碳，標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積為：22.4L/mol×10a=224a，
故答案為：224a．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬的冶煉原理、電解原理及其應(yīng)用、聯(lián)合制堿法原理，題目難度中等，試題涉及了鋅、鋁的冶煉方法、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，其中（4）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意碳酸鈣在高溫下能夠分解生成二氧化碳，與二氧化硅的物質(zhì)的量無(wú)關(guān)．