- 玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
- 共4题
11．【化学——选修2：化学与技术】
锌是一种过渡金属,外观呈现银白色，在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位。现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类. 硫酸铅是生产锌的副产品。
（1）火法炼锌是将闪锌矿（主要含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，在鼓风炉中加热至1473-1573K，使锌蒸馏出来。将闪锌矿焙烧使它转化为氧化锌的主要化学反应方程式为_____________________。
（2）某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
①焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的_______操作。
②浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是______________。
③改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为________
（3）工业冶炼锌的过程中，会产生铅浮渣（主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质），某科研小组研究利用铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：
已知：25℃时，Ksp（CaSO4）＝4．9×10－5，KSP（PbSO4）＝1．6×10－8。
①已知步骤Ⅰ有NO气体产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb2＋。写出Pb参加反应的化学方程式______________________________________。
②步骤Ⅰ需控制Pb的用量并使Pb稍有剩余，目的是___________________________，产品PbSO4还需用Pb（NO3）2溶液多次洗涤，目的是___________________。
③母液中可循环利用的溶质的化学式是_____________（填一种物质）；母液经过处理可得电镀Zn时电解质溶液，在铁棒上镀锌时，阳极材料为_________________。
（4）银锌电池是一种常见电池，电池的总反应式为：Ag2O + Zn + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2, 电解质溶液为KOH溶液,电池工作时正极的电极式为__________________________
正确答案
（1）2ZnS +3O2
（2）①浸出
②置换出Fe等 ，以达到净化的目的
③2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（3）① 3Pb + 8HNO3 ＝3Pb( NO3)2+2NO↑+4H2O
② 防止Ag被溶解进入溶液（或使Ag留在浸出渣中） 除去附着在硫酸铅表面的微溶物硫酸钙
③ HNO3 Zn或锌
（4）Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
解析
（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，化学反应方程式为：2ZnS+3O2
（2）①后续操作中要用硫酸进行酸浸；
②浸出液中含有Fe2+离子，所以加入锌粉可以将Fe2+置换而达到净化的目的
③“氧压酸浸”可获得的非金属单质只能是S单质，所以离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（3）①Pb与HNO3发生氧化还原反应生成NO以及稳定的二价Pb，化学方程式为：3Pb + 8HNO3 ＝3Pb( NO3)2+2NO↑+4H2O
②Pb过量可将溶解的Ag置换出来，防止Ag+进入溶液，产品中含有的主要杂质是CaSO4，根据沉淀转化原理，加入Pb(NO3)2溶液可使CaSO4转化为Ca（NO3）2，除去杂质。故答案为：防止Ag被溶解进入溶液（或使Ag留在浸出渣中）；除去附着在硫酸铅表面的微溶物硫酸钙；
③母液循环利用，第一步需要加入HNO3，因此母液中溶质主要是HNO3。在铁棒上镀锌时，阳极材料为锌片，故答案为： HNO3 、Zn或锌。
（4）由电池总反应可知该纽扣电池的反应中Zn为还原剂、氧化银为氧化剂，由于电解质溶液为KOH溶液，溶液呈碱性，所以Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH- 。
考查方向
解题思路
（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
（2）①后续操作中要用硫酸进行酸浸；所以焙烧过程中产生的含尘烟气净化制得的酸可用于后续的浸出操作，故答案为：浸出。
②浸出液中含有Fe2+离子，所以加入锌粉可以将Fe2+置换而达到净化的目的，故答案为：置换出Fe等 ，以达到净化的目的。
③“氧压酸浸”可获得的非金属单质只能是S单质，所以离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O
（3）①Pb与HNO3发生氧化还原反应生成NO以及稳定的二价Pb，
②Pb过量可将溶解的Ag置换出来，防止Ag+进入溶液，产品中含有的主要杂质是CaSO4，根据沉淀转化原理，加入Pb(NO3)2溶液可使CaSO4转化为Ca（NO3）2，除去杂质。
③母液循环利用，第一步需要加入HNO3，因此母液中溶质主要是HNO3。在铁棒上镀锌时，阳极材料为锌片。
（4）由电池总反应可知该纽扣电池的反应中Zn为还原剂、氧化银为氧化剂。
易错点
（1）不注意对方程式配平；
（2）没有捕捉图中信息，不能理解流程环节的反应原理；
（4）没有掌握电极反应的书写技巧，特别容易忽略反应体系的酸碱性致错；
知识点
1．化学与社会、生产、生活紧切相关。下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
A．聚乙烯不耐高温加热，故A错误；
B．二氧化硅为酸性氧化物，能够与碱反应，不耐碱腐蚀，故B 错误；
C．碱性强的洗涤剂会使外材毛皮中的蛋白质受腐蚀，故C错误；
D．焊锡中加铅后变成合金，合金的熔点低，所以目的是降低熔点，故D正确；
考查方向
本题考查物质的性质和用途，涉及有机物、二氧化硅、蛋白质合金的性质等知识点
解题思路
A．大多数有机物不耐高温；
B．二氧化硅为酸性氧化物，能够与碱反应；
C．蛋白质为两性物质，能够与碱反应；
D．合金熔点低于成分金属熔点．
易错点
C项中注意蛋白质结构中含有羧基和氨基，既能与酸反应，也能与碱反应
教师点评
本题考查物质的性质和用途，涉及有机物、二氧化硅、蛋白质合金的性质等知识点，在近几年的各省高考题中出现的频率较高，题目难度不大，常以日常生产生活中熟知的物质为考查点
知识点
玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
（1）酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中_________________加入甲醛，且反应釜应装有___________装置。
（2）玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、___________和石灰石（或长石）高温熔融而成，主要反应化学方程式为______________________。
（3）玻璃钢中玻璃纤维的作用是___________.玻璃钢具有___________等优异性能(写出两点即可)。
（4）下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是___________。
ａ.深埋 ｂ.粉碎后用作树脂填料
ｃ.用作燃料 ｄ.用有及溶剂将其溶解，回收树脂
正确答案
（1）间歇性 散热
（2） 纯碱 Na2CO3+SiO2
（3）增强体 强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等
（4）ｂ、ｃ
解析
（1）为防止温度过高，应间歇性地加入甲醛，并有散热装置。
（2）利用石灰石、纯碱、石英砂生产玻璃的方程式为：
Na2CO3+SiO2
（3）玻璃钢是将玻被璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，其中的玻璃纤维的作用是增强体，合成材料是基体；它的优点有：强度高，质量轻，耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。
（4）废旧合成材料的再生利用主要有三条途径：a.通过再生和改性，重新做成多种有用的材料和制品；b.采用热裂解或化学处理方法使其分解，用于制备多种化工原料；c.将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能；故b、c正确。因为塑料深埋地下一百年也不腐烂，造成严重的白色污染，故a错；酚醛塑料不能溶解于有机溶剂，故d错。
知识点
化学与生活、生产密切相关，下列说法正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
扫码查看完整答案与解析