Question

【化学――选修2化学与技术】由Ca₃(PO₄)₂ 、SiO₂ 、焦炭等为原料生产硅胶（SiO₂·nH₂O）、磷、磷酸及CH₃OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

（1）上述反应中，属于置换反应的是         ［选填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）］。

（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：         ；固体废弃物CaSiO₃可用于           。

（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是               。

（4）CH₃OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为           。

（5）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义                。

（6）写出由P→H₃PO₄ 有关反应式

①                          。

②                          。

Answer

（1）（Ⅰ）、（Ⅲ）

（2）Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑；

生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等

（3）SiHCl3会水解，同时产生的H2，与O2混合发生爆炸等

（4）CH3OH+H2O－6e－=CO2↑+6H+

（5）原料的循环利用，节能减排、原料充分利用。

（6）①P+O2P2O5 ②P2O5+3H2O＝2H3PO4

【解析】

试题分析：（1）SiO2+2CSi+2CO↑, Si+HCl在高温下反应得到SiHCl3和H2，SiHCl3和H2O反应得到HCl和SiO2·nH2O；Ca5(PO4)3和C及SiO2在高温下反应产生CaSiO3、P、CO；CO和H2在一定条件下反应得到甲醇。因此从Ⅰ～Ⅴ的反应中属于置换反应的有（I）（Ⅲ）。

（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：Ca5(PO4)3+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑；固体废弃物CaSiO3可用于生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等。

（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行是因为反应产生的SiHCl3遇水会分解，同时产生的H2与O2混合发生爆炸等。

（4）CH3OH可用作燃料电池的燃料，在燃料电池中，通入燃料的电极为负极。在强酸性介质中，负极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-＝CO2↑+6H+；

（5）该环节产生Si可以继续发生反应制取硅胶（SiO2·nH2O），这样原料的循环利用，节能减排、原料充分利用；

（6）由P→H3PO4 有关反应式分别是4P+5O22P2O5 、P2O5+3H2O＝2H3PO4。

考点：考查化学反应类型的判断、反应方程式的书写、反应条件的选择及燃料电池电极反应式的书写。