Question

【题目】材料是人类生存和社会进步的物质基础。

（1）铁是是现代化学工业的基础，人类进步必不可少的金属材料。工业上冶炼铁是在炼铁高炉内用一氧化碳将氧化铁还原为金属铁。已知：

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

② CO（g）+O2（g）= CO2（g） △H=－283．0kJ/mol

请写出炼铁高炉中冶铁的热化学方程式 。

（2）下图表示一定温度下，贮氢合金（M）的贮氢过程，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子个数比（H/M）。当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”）。10g该合金2min内吸收氢气500mL，吸氢速率v=______mLg-1min-1。

（3）氮化硅是一种耐高温陶瓷材料。可用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为________。

（4）高氯酸铵（NH4ClO4）是用于导弹和火箭发射推进剂的新材料。传统制备NH4ClO4的方法是电解NaClO3水溶液得到NaClO4，再与NH4Cl进行复分解反应，经重结晶得到粗产品后，经多步精制、提纯得到高纯NH4ClO4。新近研究了一种制备高纯NH4ClO4的新工艺，其基本方法是用惰性电极电解高纯HClO得到高纯HClO4，再与高纯氨NH3进行喷雾反应制成高氯酸铵。

请回答下列问题：

①写出由次氯酸电解制备高氯酸的阳极电极反应式： 。

②与传统工艺相比，你认为新工艺有哪些优点： 。

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阳极：HClO+3H2O－6e－→ClO4－+7H+ （2分）

② 产品纯度高、精制步骤少、生产成本低（2分）

【解析】

试题分析：

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

（2）由图知从A到B段压强不变表明吸氢未达到饱和，所以再通入氢气压强不会变化，处于图中曲线c点；吸氢速率v=500/10/2=25mLg-1min-1；

（3）反应物为四氯化硅和氮气，产物为氮化硅；考虑到氯元素的产物应是HCl，所以有氢气参与，方程式为3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl；

（4）电解时阳极失去电子，应是HClO失去电子生成HClO4，阳极：HClO+3H2O－6e－→ClO4－+7H+；新法中采用高纯的原料使产品纯度高、只需2步即可得到产品，所以精制步骤少、生产成本低。