Question

18．化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究緊密相關(guān)，如材料的制備、污水處理等都涉及化學(xué)反應(yīng)．
（1）傳統(tǒng)的硅酸鹽材料是無(wú)機(jī)非金屬，其中生產(chǎn)水泥和玻璃時(shí)都用到的原材料有石灰石（或CaCO₃），工業(yè)生產(chǎn)玻璃的主要化學(xué)方程式為Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、（或CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑）（寫出一個(gè)即可）．
（2）下列材料中屬于無(wú)機(jī)非金屬新材料的是ac（填標(biāo)號(hào)）；
a．氧化硅　　　　b．混凝土　　　　c．單晶硅　　　　d．光學(xué)玻璃
（3）自然界中的金屬元素多以化合物的形式存在天然礦物中．根據(jù)不同金屬的性質(zhì)，金屬冶煉采用不同的方法，寫出冶煉鋁的化學(xué)方程式2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
（4）聚合氯化鋁鐵（PAFC）-[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m是應(yīng)用廣泛的高效凈水劑，下列關(guān)于PAFC的說(shuō)法正確的是bc（填標(biāo)號(hào)）．
a．PAFC是一種新型的有機(jī)高分子材料
b．PAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中均會(huì)失去凈水作用
c．PAFC中Fe顯+3價(jià)
d．PAFC凈水過(guò)程起到殺菌消毒作用
（5）煉銅工業(yè)中會(huì)產(chǎn)生大量的含汞廢水，國(guó)標(biāo)規(guī)定工業(yè)廢水中汞排放標(biāo)準(zhǔn)≤0.05mg/L．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬用硫化鈉法處理含汞廢水，其步驟為：向廢水中加入稍過(guò)量的硫化鈉溶液，然后加入一定量的FeSO₄溶液，過(guò)濾后排放．【已知：25℃時(shí)，K_sp（HgS）=4×10^-52，K_sp（FeS）=6.3×10^-18；HgS+Na₂S?Na₂HgS₂（易溶）】．
①?gòu)U水處理的適宜pH為8～10，pH不宜過(guò)小的原因是防止加入硫化鈉時(shí)，生成有毒的硫化氫氣體，加入FeSO₄溶液的作用是除去過(guò)量的硫化鈉，并將Na₂HgS₂轉(zhuǎn)化為HgS沉淀，同時(shí)作混凝劑．
②若將Na₂S換成FeS進(jìn)行廢水處理，廢水中的汞能否達(dá)標(biāo)排放能（填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 （1）水泥的原料是粘土和石灰石，玻璃的原料是純堿、石灰石和石英；碳酸鈉與二氧化硅在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳；石灰石與石英反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳；
（2）結(jié)合金屬、非金屬以及有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的定義判斷；
（3）工業(yè)用電解氧化鋁的方法冶煉鋁；
（4）PAFC中Fe、Al顯+3價(jià)，具有吸附作用，可用于凈水，可與強(qiáng)堿、酸反應(yīng)；
（5）①加入硫化鈉，如酸性較強(qiáng)易生成有毒氣體；加入硫酸亞鐵，可除去硫化鈉；
②若將Na₂S換成FeS進(jìn)行廢水處理，可計(jì)算，c（S^2-），結(jié)合K_sp（HgS）=4×10^-52，可計(jì)算是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．

解答 解：（1）水泥的原料是粘土和石灰石，玻璃的原料是純堿、石灰石和石英，都用到石灰石（或CaCO₃），生產(chǎn)玻璃時(shí)發(fā)生Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，
故答案為：石灰石（或CaCO₃）；Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、（或CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑）；
（2）題中混凈土含有鋼筋，有機(jī)玻璃為有機(jī)物，氧化硅、硅為無(wú)機(jī)非金屬材料，故答案為：ac；
（3）工業(yè)用電解氧化鋁的方法冶煉鋁，方程式為2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
（4）a．PAFC為無(wú)機(jī)物，不是新型的有機(jī)高分子材料，故a錯(cuò)誤；
b．氫氧化鋁、氫氧化鐵可與酸或堿反應(yīng)，PAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中均會(huì)失去凈水作用，故c正確；
c．PAFC中Al為+3價(jià)，由化合價(jià)代數(shù)和可知Fe顯+3價(jià)，故c正確；
d．PAFC不具有強(qiáng)氧化性，凈水過(guò)程起不到殺菌消毒作用，故d錯(cuò)誤．
故答案為：bc；
（5）①加入硫化鈉，如酸性較強(qiáng)易生成有毒氣體；加入硫酸亞鐵，可除去硫化鈉，并將Na₂HgS₂轉(zhuǎn)化為HgS沉淀，同時(shí)作混凝劑，
故答案為：防止加入硫化鈉時(shí)，生成有毒的硫化氫氣體；除去過(guò)量的硫化鈉，并將Na₂HgS₂轉(zhuǎn)化為HgS沉淀，同時(shí)作混凝劑；
②K_sp（FeS）=6.3×10^-18；c（S^2-）=$\sqrt{6.3×1{0}^{-18}}$mol/L，則c（Hg²⁺）=$\frac{4×1{0}^{-52}}{\sqrt{6.3×1{0}^{-18}}}$mol/L，則$\frac{4×1{0}^{-52}}{\sqrt{6.3×1{0}^{-18}}}$mol/L×200.6g/mol×1000mg/g＜0.05mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，
故答案為：能．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及材料、元素化合價(jià)判斷、物質(zhì)的性質(zhì)、凈水原理等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查基本原理，知道元素化合價(jià)與性質(zhì)的關(guān)系，題目難度不大．