（浙江选考）2020版高考化学一轮复习专题三第三单元含硅矿物与信息材料教师备用题库.docx

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1、1第三单元 含硅矿物与信息材料教师备用题库1.铝硅合金材料性能优良。铝土矿(含 30% SiO2、40.8% Al2O3和少量 Fe2O3等)干法制取该合金的工艺如下:(1)若湿法处理铝土矿,用强酸浸取时,所得溶液中阳离子有 。 (2)铝硅合金材料中若含铁,会影响其抗腐蚀性,原因是 。 (3)焙烧除铁反应:4(NH 4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3(Al 2O3部分发生类似反应)。氧化物转化为硫酸盐的转化率与温度的关系如图所示,最适宜的焙烧温度为 。 (4)操作包括:加水溶解、 。若所得溶液中加入过量 NaOH 溶液,溶液中含铝微粒发生反应的离子方程式为

2、。 (5)用焦炭还原 SiO2、Al 2O3会产生中间体 SiC、Al 4C3。任写一个高温下中间体又与 Al2O3反应生成铝、硅单质的化学方程式: 。 答案 (1)Al 3+、Fe 3+、H +(2)形成原电池,铁作正极,铝作负极,加快了铝的腐蚀(3)300 (4)过滤 Al 3+4OH- Al +2H2OO-2(5)Al4C3+Al2O3 6Al+3CO(或 3SiC+Al2O3 3Si+2Al+3CO)解析 (1)用强酸浸取时,Al 2O3、Fe 2O3与酸反应生成 Al3+、Fe 3+,为了保证反应充分,酸要稍过量,溶液中还有 H+,所以所得溶液中阳离子有 Al3+、Fe 3+、H +

3、。(2)铝硅合金材料中若含铁,会影响其抗腐蚀性是因为形成原电池,铁作正极,铝作负极,加快了铝的腐蚀。(3)从图中看出,300 时 Fe2O3的转化率已经很2高,而在 300 时 Al2O3的转化率很低,为了减少 Al2O3发生反应,温度最好控制在 300 。(4)固体的主要成分有 SiO2 、Al 2O3 、NH 4Fe(SO4)2、NH 4Al(SO4)2,SiO2 和 Al2O3难溶于水,NH 4Fe(SO4)2和 NH4Al(SO4)2易溶于水,可以用溶解、过滤的方法分离;焙烧时有一部分 Al2O3 发生反应生成 NH4Al(SO4)2,所得的溶液中含有 Al3+,加入过量的 NaOH

4、溶液,Al 3+发生反应的离子方程式为 Al3+4OH- Al +2H2O。(5)中间体O-2Al4C3、SiC 与 Al2O3反应生成铝、硅单质,化学方程式分别为 Al4C3+Al2O3 6Al+3CO、3SiC+Al 2O33Si+2Al+3CO。2.三氯氢硅(SiHCl 3)是生产多晶硅的主要原料。由粗硅制三氯氢硅的反应如下:反应的热化学方程式 平衡常数(300 )主反应 Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) H=-210 kJmol -1 K1副反应 Si(s)+4HCl(g) SiCl4(g)+2H2(g) H=-240 kJmol -1 K2回答下列问题:(1

5、)写出 SiHCl3的结构式 。 (2) SiHCl3在 NaOH 溶液中剧烈反应放出 H2,该反应的化学方程式为 。 (3)硅的平衡转化率与投料比 n(HCl)/n(Si)的关系如下图所示,则图中温度 T1、T 2、T 3的大小顺序为 。 (4)平衡时,c(SiHCl 3)/c(SiCl4)的值 a 随着 c(H2)/c(HCl)的值 b 的变化而变化。则 = (用含abK1、K 2的代数式表示);根据关系式,工业上用 H2适当稀释 HCl 来提高 SiHCl3的纯度,请用平衡移动原理加以解释 。 (5)也可用 H2还原 SiCl4来制取 SiHCl3。300 时该反应的热化学方程式为 。

6、答案 (1)3(2)SiHCl3+5NaOH 3NaCl+Na2SiO3+H2+2H 2O (3)T1T2T3 (4) 通入 H2后两个平衡均逆向移动,但对副反应影响更大,所得产物中副产物的含量减小,所以K1K2SiHCl3的纯度提高(5)H2(g)+SiCl4(g) SiHCl3(g)+HCl(g) H=+30 kJmol -1解析 (1)SiHCl 3的结构式类似于三氯甲烷的结构式,为 ;(2)SiHCl3在 NaOH 溶液中剧烈反应放出 H2,该反应的化学方程式为 SiHCl3+ 5NaOH 3NaCl+Na2SiO3+H2+2H 2O;(3)由题中信息可知,主反应为放热反应,当 T2T3;(4)主反应热化学方程式减去副反应热化学方程式得 SiCl4(g)+H2(g) SiHCl3(g)+HCl(g) H=+30 kJmol-1,则 = = 。c(SiHCl3)c(HCl)c(SiCl4)c(H2) abK1K2