化学与材料制造和应用课时作业[附答案]

1、化学与材料制造和应用课时作业时间：45分钟分值：100分1(10分)钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在_部分发生反应，在_部分开始生成生铁和炉渣。(2)炼钢时，除磷的化学方程式为_；加入硅、锰和铝的目的是_。(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹_加入(填“前”或“后”)，原因是_。(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是_。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_。2(12分)下面是高炉炼铁及工业炼钢的工艺示意图：根据上面的示意图回答下列问题：(1)炼铁的原料为固体混合物，其中除铁矿石、焦炭外，还有_，原料为_。(2)

2、高炉气是炼铁过程中的尾气，该气体对环境有害，而现代工业提倡节能降耗，所以可以从高炉气中提取回收气体_用作燃气。(3)写出炼铁高炉中发生的氧化还原反应的化学方程式：_。(4)百炼成钢是一个俗语，百炼成钢的原料是生铁，产物为钢。百炼成钢的冶炼炉名称是_，该冶炼过程需要吹入氧气，主要目的是除去生铁中的_。(5)写出高炉炼铁的炉渣的一种用途：_。3(12分)重晶石矿的主要成分为硫酸钡，纯净的硫酸钡才能供医用作“钡餐”，在对某些内脏器官进行X射线透视时服用。硫化钡是可溶于水的盐。讨论用重晶石矿制硫酸钡，设计流程如下： (1)写出步骤的化学反应方程式_，该反应产生的气体具有_等用途。(2)为进行反应先要分

3、离出硫化钡溶液，采用的方法是_。在此之前要在溶液中滴入少量Ba(OH)2溶液，其作用是：_。(3)若B物质在该生产过程中可循环使用，则反应的化学方程式是：_。(4)有人提出反应产生了有臭鸡蛋气味的有毒气体，可采用改变反应物的方法使无该气体产生，则改变后的反应的化学方程式是：_。此时若要B物质还能循环使用，则C为_(写化学式)。(5)BaSO4是因为具有_、_等性质而可用作“钡餐”的。4(14分)(1)写出下列冶炼金属的化学反应方程式：用红锌矿(ZnO)冶炼锌_；用磁铁矿(Fe3O4)冶炼铁_；用食盐(NaCl)冶炼钠_。(2)高温灼烧孔雀石Cu2(OH)2CO3和木炭的混合物可得到一种紫红色光

4、泽的金属，其反应的化学方程式为_。(3)用纯净的铝土矿(Al2O3)、冰晶石和二氧化锰作原料可制取金属锰(冰晶石作Al2O3的溶剂)，其化学反应方程式为_，_。(4)请简述几种常见的防止金属腐蚀的方法_(不低于三种)。5(9分)现在的钢铁厂主要采用高炉炼铁，高炉炼铁基本流程图如下：炼铁时将经过处理的铁矿石、焦炭和石灰石从炉顶装入，从高炉下部吹入1000 1300 的热空气，炼铁时发生的主要反应为：CO2CO2，CCO22CO，Fe2O33CO2Fe3CO2(1)铁矿石、焦炭和石灰石从炉顶装入而空气从高炉下部吹入是为了_。(2)焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950 1 050 下制得的。现

5、代炼铁在鼓入空气的同时会喷入煤粉，请分析原因_。(3)石灰石主要用于除去铁矿石中的SiO2和生成的SO2等杂质，生成炉渣，请用化学方程式表示该过程_。6(15分)(2011·广东，32)由熔融盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下： (注：NaCl熔点为801 ；AlCl3在181 升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为_和_。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_；固态杂

6、质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_。(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_。(4)镀铝电解池中，金属铝为_极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl 和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为_。(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_。7(14分)无论是从在国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。(1)人类使用硅酸盐产品(陶瓷等)的历史已经快一万年了，但在1823年才获得单质硅，瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原SiF4获得单质硅，写出化学方程式：_。(2)由于制取方法和条件的不同，得到的

7、单质硅形态不同，其性质也不同。用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅：4Al3K2SiF63Si2KAlF42K2AlF5，关于该反应的说法正确的是_(填序号)。AAl是还原剂B氧化产物只有KAlF4C每转移6NA电子，得到42 g SiDAl元素在KAlF4和K2AlF5中化合价不同用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅，反应的化学方程式为_。无定形硅和晶体硅的结构有很大的差别，无定形硅为棕色粉末，而晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体，无定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多。通过上述描述你能得出的结论是_。(3)硅在炼钢时用作脱氧剂，还原在冶炼过程中所形成的FeO，化学方程式为_。

8、(4)在野外，为了迅速得到氢气，用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO。这种混合物叫做生氢剂。请写出该反应的化学方程式：_。(5)单晶硅制作的半导体元件表面镀膜，使各元件之间彼此绝缘，以防短路，表面氧化(生成一氧化硅)技术前景广阔。以上信息说明一氧化硅具有_性，用电解法对硅表面处理生成SiO薄膜时，硅应作电解池的_极。(6)硅橡胶是一种耐高温、低温，耐油，化学性质稳定的高分子合成材料，用于制造卫星部件、人体器官等。现以为原料合成硅橡胶()，需要发生反应的主要类型有_、_。8(14分)随着科技的进步，新材料在生活中的应用越来越广泛，并已经渗

9、透到人们生活中的各个方面。(1)应用纳米新材料能给人民币进行杀菌、消毒。我国纳米专家王雪发明的“WXP复合纳米材料”主要化学成分是氨基二氯代戊二醛的含硅衍生物，它能保持长期杀菌作用。鉴于此，35位人大代表联名提交了一份议案，要求加快将此新技术应用到人民币制造中去。该材料属于_。(2)一种新型净水剂PAFC(聚合氯化铁铝，化学式可表示为AlFe(OH)nCl6nm，n<5，m<10)，广泛用于生活用水的净化和废水的净化。下列有关PAFC的说法正确的是_(填编号)。APAFC用于净化饮用水时，比用相同量的氯化铝或氯化铁对水的pH改变大BPAFC中铁为2价CPAFC可看作一定比例的氯化铝

10、和氯化铁的水解产物DPAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在(3)如图所示的ECC水泥是最新研制出来的，其最明显的特征是可以在弯曲状态下承受相当大的压力，因为材料里面有特殊制成的聚合体纤维微粒，所以ECC水泥可以在承受较大压力的状态下弯曲而不破裂。ECC水泥已经用于建造一座美国密执安州桥梁的延伸工程，并在日本横滨一次大地震后用于加固一座41层楼的支柱。水泥属于_(填材料名称，下同)，ECC水泥属于_，聚合体纤维微粒在该材料中的作用是_。参考答案1(1)炉身炉腰(2)2P5FeO3CaOCa3(PO4)25Fe脱氧和调整钢的成分(3)后避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)(4

11、)CO燃料(或还原剂)2(1)石灰石空气(2)CO(3)CO2CO2、CO2C2CO、3COFe2O32Fe3CO2(4)炼钢转炉碳(5)制造水泥(或铺路等)3(1)BaSO44CBaS4CO作燃料、冶炼金属(2)溶解、过滤防止BaS发生水解(3)BaCl2H2SO4=BaSO42HCl(4)BaSCuCl2=CuSBaCl2CuSO4(合理即可)(5)既不溶于水也不溶于酸不能被X射线透过4(1)ZnOCOZnCO2Fe3O44CO3Fe4CO22NaCl2NaCl2(2)Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO22CuOC2CuCO2(3)2Al2O34Al3O23MnO24Al3Mn2Al2O3(4)发蓝、电镀、牺牲阳极法、外加电流法等(任写三种)5(1)使反应物充分接触，提高原料利用率(2)减少焦炭用量，降低成本(3)CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3，CaOSO2CaSO36(1)Fe2O32AlAl2O32Fe3SiO24Al2Al2O33Si (2)HCl、AlCl3NaCl (3)Cl22OH=ClOClH2O 、HOH=H2O (4)阳Al3e7AlCl=4Al2Cl