（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

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(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3(Al2O3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。 (5)用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生中间体SiC、Al4C3。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)Al3+、Fe3+、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Al3+4OH- AlO2-+2H2O(5)Al4C3+Al2O3 6Al+3CO(或3SiC+Al2O3 3Si+2Al+3CO)解析(1)用强酸浸取时,Al2O3、Fe2O3与酸反应生成Al3+、Fe3+,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+、Fe3+、H+。(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 、Al2O3 、NH4Fe(SO4)2、NH4Al(SO4)2,SiO2 和Al2O3难溶于水,NH4Fe(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溶液,Al3+发生反应的离子方程式为Al3+4OH- AlO2-+2H2O。(5)中间体Al4C3、SiC与Al2O3反应生成铝、硅单质,化学方程式分别为Al4C3+Al2O3 6Al+3CO、3SiC+Al2O3 3Si+2Al+3CO。2.三氯氢硅(SiHCl3)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-1K1副反应Si(s)+4HCl(g) SiCl4(g)+2H2(g)H=-240 kJmol-1K2回答下列问题:(1)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、T2、T3的大小顺序为。(4)平衡时,c(SiHCl3)/c(SiCl4)的值a随着c(H2)/c(HCl)的值b的变化而变化。则ab=(用含K1、K2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。答案(1)(2)SiHCl3+5NaOH 3NaCl+Na2SiO3+H2+2H2O (3)T1T2T3 (4)K1K2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SiHCl3的纯度提高(5)H2(g)+SiCl4(g) SiHCl3(g)+HCl(g)H=+30 kJmol-1解析(1)SiHCl3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+2H2O;(3)由题中信息可知,主反应为放热反应,当n(HCl)n(Si)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)=ab=K1K2。