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1、关注时事热点题,备战2012年高考化学一、2011年航天事业与化学相关热点——天宫一号 “天宫一号”是中国第一个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射,由实验舱和资源舱构成。“天宫一号”上的高压半刚性太阳电池翼,采用了碳纤维框架加玻璃纤维网格的半刚性结构,首次使用了铝锂合金(以锂为主要合金元素的新型铝合金,最大特点是密度低,比强度、比刚度高,耐热性和抗腐蚀性能好,可进行热处理强化),成功为舱段质量减轻10%。由于航天事业的发展代表一个国家的软实力,同时航天事业中涉
2、及了大量的新技、新材料和新能源等与化学相关的知识,也是高考命题的热门素材之一。其命题方向为对新材料相关制备的考查,与物质分离、鉴别等实验内容联系的考查。 【例1】“天宫一号”目标飞行器上采用了铝锂合金为原材料,成功为舱段质量减轻10%,提高了飞行器的载重量。工业上用硫酸与β—锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙、镁杂质)在250~300℃下反应生成Li2SO4、硅铝化合物及MgSO4等,其工业生产流程如下: 请回答下列问题: (1)锂铝合金强度大,质量轻,适宜用作航空航天材料。下列叙述正确的是(
3、 )A.Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2 B.铝制容器可盛装热的浓硫酸C.K与水反应比Li与水反应剧烈 D.铝和锂形成的合金改变了材料的化学性质 (2)沉淀X的主要成分是 (写化学式)。 (3)请解释生产流程中前后两次使用的Na2CO3溶液浓度不同的原因
4、 。 (4)将盐酸与碳酸锂完全反应后的溶液进行蒸干得到固体,再将其熔融电解生产锂。电解时产生的氯气中会混有少量氧气,请解释混有少量氧气的原因 。 (5)“天宫一号”的晶体硅太阳能电池片被固定在高压半刚性太阳能电池翼上,我国航天器电源首次应用这种技术。
5、单晶硅是太阳能电池板的主要材料。通常在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼和磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅,四氯化硅经提纯后用氢气还原可制得高纯硅。①已知四氯化硅及杂质的性质如下表所示,据此,提纯四氯化硅的最佳方法是 。 物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8—315—熔点/℃-70.0-107.2———升华温度/℃——180300162 ②为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是 (填序
6、号) a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d. KSCN溶液 e.Na2SO3溶液 【解析】本题以工业制锂为载体考查了硅酸盐不同形式的改写,Ca、Mg等元素化合物知识,水解和电解相关原理。(1)Li在空气中燃烧只能生成Li2O,A项错误;铝与热的浓硫酸能够发生反应,B项错误;K比Al活泼,故K与水反应比Li与水反应剧烈,C项正确;合金只改变材料的物理性质,化学性质基本不变,D项错误。(2)溶液中加入OH-、CO32-后产生的沉淀,主要成分为CaCO3、Mg(OH
7、)2。(3)前者使用稀碳酸钠溶液的目的是除去溶液中的Ca2+,浓度过大时可能会生成部分Li+沉淀;故Ca2+浓度越大越利于Li2CO3生成。(4)混有O2的原因必须从反应物特征入手寻找,由于加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分解产生的Li2O电解时会产生O2。(5)该题以“天宫一号”的太阳能电池为素材,考查了硅、铁的相关性质,其中涉及了物质分离和检验的方法。由于四氯化硅的沸点较低,但是高于BCl3的,所以可采用多次蒸馏法(精馏)提纯。由于铁单质与稀盐
8、酸反应的产物是Fe2+,检验的方法是先将Fe2+转化为Fe2+后再进行检验,所以应选择氯水和KSCN溶液。 【答案】(1)C (2)CaCO3、Mg(OH)2 (3)前考使用稀碳酸钠溶液的目的是除去溶液中的Ca2+,浓度过大时可能会使部分Li+沉淀;后者使用碳酸钠溶液的目的是使Li+沉淀,所以CO32-浓度越大越有利于Li2CO3的生成(其他合理答案也可)。 (4)加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分
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