Question

【化学-选修2化学与技术】
（l）火法炼锌是将闪锌矿（主要成分是ZnS）通过浮选焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热到1100～1300℃，使锌蒸馏出来．
①写出火法炼锌的主要反应：焙烧反应：

 

．鼓风炉中可能发生的反应：

 

（任写一个）
②从保护环境和充分利用原料角度看如何处理和利用产生的烟气？

 

（2）工业上冶炼铝就是电解氧化铝
①冶炼铝的电解槽中的阴极和阳极材料均用石油炼制和煤的干馏产品

 

（填物质名称）
②氧化铝的熔点很高，在铝的冶炼中要加入冰晶石（Na₃AlF），其作用是

 

．
③工业上冶炼铝时用的原料是Al₂O₃，而不是AlCl₃，其原因是

 

．
（3）工业上“联合制碱法”中主要反应的化学方程式是

 

．其中的CO₂来源于

 

．
（4）磁酸钙是制玻璃的原料之一，工业上制玻璃是在玻璃熔炉中进行，其中反应之一为：CaCO₃+SiO₂

高温  .

CaSiO₃+CO₂↑，若在上述条件下，把1000ag CaCO₃和60ag SiO₂混合，则生成的CO₂在标准状况下的体积为

 

（用含a的代数式表示）．

Answer 1

分析：（1）①焙烧中硫化锌与氧气在高温下反应生成氧化锌和二氧化硫；鼓风炉中碳与氧气在高温下反应生成一氧化碳、氧化锌在高温下被一氧化碳还原成金属锌，据此写出反应的化学方程式；
②闪锌矿主要含ZnS，在焙烧时生成二氧化硫气体，可用于生产硫酸；
（2）①冶炼铝的电解槽中的阴极和阳极材料均为惰性电极；
②氧化铝的熔点很高，在铝的冶炼中要加入冰晶石可以降低氧化铝的熔化温度；
③氯化铝为共价化合物，熔化后不导电，而氧化铝为离子化合物；
（3）根据工业上“联合制碱法”的原理写出反应的化学方程式；联合制碱法中CO₂来源于合成氨工业的废气；
（4）碳酸钙在高温下能够发生反应：CaCO₃ 

高温  .

 CaO+CO₂↑，所以生成二氧化碳的物质的量就等于碳酸钙的物质的量，与反应中二氧化硅的物质的量无关，据此计算出生成标况下二氧化碳的体积．

解答：解：（1）①由题中信息可知，闪锌矿（主要成分是ZnS）通过浮选焙烧使它转化为氧化锌，反应的化学方程式为：2ZnS+3O₂

高温  .

2ZnO+2SO₂；
氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热到1100～1300℃，使锌蒸馏出来，反应的化学方程式为：2C+O₂

高温  .

2C0或ZnO+CO

高温  .

Zn+CO₂，
故答案为：2ZnS+3O₂

高温  .

2ZnO+2SO₂；2C+O₂

高温  .

2C0或ZnO+CO

高温  .

Zn+CO₂；
②闪锌矿主要含ZnS，在焙烧时生成二氧化硫气体，如随意排放会污染环境，可用于生产硫酸，
故答案为：将烟道气净化，用于生产硫酸；
（2）①电解法冶炼金属铝需要使用惰性电极，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝，
故答案为：石墨（或碳）；
②由于氧化铝熔点高，为了降低氧化铝熔化温度，节约能源，在铝的冶炼中要加入冰晶石（Na₃AlF），
故答案为：降低氧化铝熔化温度，节约能源；
③由于氧化铝为离子化合物，熔化后能够导电，而氯化铝是共价化合物，熔化后不导电，无法电解氯化铝获得金属铝，
故答案为：氧化铝熔化后能够导电，氯化铝是共价化合物，熔化后不导电；
（3）联合制碱法是在氨的饱和NaCl溶液中二氧化碳气体，反应生成碳酸氢钠，解热碳酸氢钠即可制备碳酸钠，反应的有关方程式为，NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；CO₂是制碱工业的重要原料，联合制碱法中CO₂来源于合成氨工业的废气，
故答案为：NH₃+CO₂+H₂O+NaCl_（饱和）=NaHCO₃↓+NH₄Cl、2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；合成氨厂；
（4）1000ag CaCO₃的物质的量为：

1000ag

100g/mol

=10mol，在高温下加热SiO₂和CaCO₃固体混合物发生反应为：CaCO₃ 

高温  .

 CaO+CO₂↑，CaO+SiO₂

高温  .

CaSiO₃，反应生成二氧化碳的物质的量等于碳酸钙的物质的量，即10amol二氧化碳，标准状况下二氧化碳的体积为：22.4L/mol×10a=224a，
故答案为：224a．

点评：本题考查了金属的冶炼原理、电解原理及其应用、联合制碱法原理，题目难度中等，试题涉及了锌、铝的冶炼方法、化学方程式的书写、化学计算等知识，其中（4）为易错点，注意碳酸钙在高温下能够分解生成二氧化碳，与二氧化硅的物质的量无关．