Question

由Ca₃（PO₄）₂、SiO₂、焦炭等為原料生產(chǎn)硅膠（SiO₂?nH₂O）、磷、磷酸及CH₃OH，下列工藝過程原料綜合利用率高，廢棄物少．

（1）上述反應中，屬于置換反應的是

 

[選填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）]．
（2）高溫下進行的反應Ⅱ的化學方程式為：

 

；固體廢棄物CaSiO₃可用于

 

．
（3）反應Ⅲ需在隔絕氧氣和無水條件下進行，其原因是

 

．
（4）CH₃OH可用作燃料電池的燃料，在強酸性介質(zhì)中，負極的電極反應式為

 

．
（5）指出（Ⅵ）這一環(huán)節(jié)在工業(yè)生產(chǎn)上的意義

 

．
（6）寫出由P→H₃PO₄ 有關(guān)反應式①

 

②

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：（1）一種化合物和一種單質(zhì)反應生成另外的單質(zhì)和化合物的反應是置換反應，根據(jù)反應物和生成物類型判斷；
（2）高溫條件下，磷酸鈣和碳、二氧化硅反應生成硅酸鈣、磷和一氧化碳；硅酸鈣屬于硅酸鹽，可以用于生成硅酸鹽產(chǎn)品；
（3）R為Si，反應Ⅲ是Si與HCl發(fā)生反應得到SiHCl₃與氫氣，由反應Ⅳ可知，SiHCl₃會水解，且生成的氫氣和氧氣在一定范圍內(nèi)會產(chǎn)生爆炸；
（4）甲醇發(fā)生氧化反應，酸性條件下，甲醇在負極失電子生成二氧化碳與氫離子；
（5）原料的循環(huán)利用，節(jié)能減排；
（6）磷與氧氣轉(zhuǎn)化為五氧化二磷，再與水化合得到磷酸．

解答： 解：（1）根據(jù)置換反應的定義知，反應II中反應物中有兩種化合物，生成物中含有兩種化合物，所以不是置換反應，反應IV中反應物沒有單質(zhì)，所以不是置換反應，反應V是化合反應，Ⅰ、Ⅲ反應符合置換反應的條件，所以是置換反應，
故答案為：（Ⅰ）、（Ⅲ）；
（2）高溫條件下，磷酸鈣和碳、二氧化硅反應生成硅酸鈣、磷和一氧化碳，反應方程式為：Ca₃（PO₄）₂+5C+3SiO₂

高溫  .

3CaSiO₃+2P+5CO↑，硅酸鈣屬于硅酸鹽，所以可以生產(chǎn)水泥、磚瓦或作為建筑材料等，
故答案為：Ca₃（PO₄）₂+5C+3SiO₂

高溫  .

3CaSiO₃+2P+5CO↑；生產(chǎn)水泥、磚瓦或作為建筑材料等；
（3）R為Si，反應Ⅲ是Si與HCl發(fā)生反應得到SiHCl₃與氫氣，由反應Ⅳ可知，SiHCl₃會水解，且生成的氫氣和氧氣在一定范圍內(nèi)會產(chǎn)生爆炸，故需在隔絕氧氣和無水條件下進行，
故答案為：SiHCl₃會水解，同時產(chǎn)生的H₂，與O₂混合發(fā)生爆炸等；
（4）甲醇發(fā)生氧化反應，酸性條件下，甲醇在負極失電子生成二氧化碳與氫離子，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
（5）（Ⅵ）這一環(huán)節(jié)在工業(yè)生產(chǎn)上的意義：原料的循環(huán)利用，節(jié)能減排，
故答案為：原料的循環(huán)利用，節(jié)能減排；
（6）由P→H₃PO₄，先由磷與氧氣轉(zhuǎn)化為五氧化二磷，再與水化合得到磷酸，有關(guān)方程式為①P+O₂=P₂O₅、②P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄，
故答案為：P+O₂=P₂O₅；P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄．

點評：本題考查化學工藝流程，涉及基本反應類型、對條件的控制與操作步驟的理解、原電池、方案設計等理解工業(yè)流程原理是關(guān)鍵，需要學生具備扎實的基礎，綜合考查學生分析解決問題的能力，難度中等．