Question

【題目】材料是人類生存和社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（1）鐵是是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，人類進步必不可少的金屬材料。工業(yè)上冶煉鐵是在煉鐵高爐內(nèi)用一氧化碳將氧化鐵還原為金屬鐵。已知：

① 2Fe（s）+ O2（g）=Fe2O3（s） △H=－824．6kJ/mol

② CO（g）+O2（g）= CO2（g） △H=－283．0kJ/mol

請寫出煉鐵高爐中冶鐵的熱化學(xué)方程式 。

（2）下圖表示一定溫度下，貯氫合金（M）的貯氫過程，縱軸為平衡時氫氣的壓強（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子個數(shù)比（H/M）。當(dāng)反應(yīng)處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達到平衡后反應(yīng)可能處于圖中的_____點（填“b”“c”或“d”）。10g該合金2min內(nèi)吸收氫氣500mL，吸氫速率v=______mLg-1min-1。

（3）氮化硅是一種耐高溫陶瓷材料。可用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

（4）高氯酸銨（NH4ClO4）是用于導(dǎo)彈和火箭發(fā)射推進劑的新材料。傳統(tǒng)制備NH4ClO4的方法是電解NaClO3水溶液得到NaClO4，再與NH4Cl進行復(fù)分解反應(yīng)，經(jīng)重結(jié)晶得到粗產(chǎn)品后，經(jīng)多步精制、提純得到高純NH4ClO4。新近研究了一種制備高純NH4ClO4的新工藝，其基本方法是用惰性電極電解高純HClO得到高純HClO4，再與高純氨NH3進行噴霧反應(yīng)制成高氯酸銨。

請回答下列問題：

①寫出由次氯酸電解制備高氯酸的陽極電極反應(yīng)式： 。

②與傳統(tǒng)工藝相比，你認為新工藝有哪些優(yōu)點： 。

Answer 1

【答案】

（1）Fe2O3（s）+3CO（g）= 2Fe（s）+3CO2（g） △H=－24．4 kJ/mol （3分）

（2）c（2分）； 25（2分）

（3）3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl （3分）

（4）①陽極：HClO+3H2O－6e－→ClO4－+7H+ （2分）

② 產(chǎn)品純度高、精制步驟少、生產(chǎn)成本低（2分）

【解析】

試題分析：

（1）方程式②×3—方程式①，即可得到方程式為Fe2O3（s） +3CO（g）= 2Fe（s） +3CO2（g）△H=－24．4 kJ/mol；

（2）由圖知從A到B段壓強不變表明吸氫未達到飽和，所以再通入氫氣壓強不會變化，處于圖中曲線c點；吸氫速率v=500/10/2=25mLg-1min-1；

（3）反應(yīng)物為四氯化硅和氮氣，產(chǎn)物為氮化硅；考慮到氯元素的產(chǎn)物應(yīng)是HCl，所以有氫氣參與，方程式為3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl；

（4）電解時陽極失去電子，應(yīng)是HClO失去電子生成HClO4，陽極：HClO+3H2O－6e－→ClO4－+7H+；新法中采用高純的原料使產(chǎn)品純度高、只需2步即可得到產(chǎn)品，所以精制步驟少、生產(chǎn)成本低。