Question

【題目】（1）工業上生產純硅的工藝流程如下：

①石英砂的主要成分是SiO2，在制備粗硅時，焦炭的作用是__________（填“氧化劑”或“還原劑”），生成氣體的化學式為________；在該反應中，若消耗了3.0 g SiO2 ，則轉移電子的總數為_______________。

②粗硅與氯氣反應后得到沸點較低的液態四氯化硅，其中常混有一些高沸點、難揮發性液體雜質（與液態四氯化硅互溶），必須分離提純。其提純方法為____（填字母）。

A. 蒸餾 B. 過濾 C. 萃取 D. 蒸發

（2）向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，看到的現象是____________________，寫出沉淀變化的化學方程式 ________________________________。

（3）把10.2 g鎂鋁合金的粉末放入500mL過量的稀鹽酸中，得到11.2 L H2（標準狀況下）求：①該合金中鎂的質量為__________。

②反應后所得溶液中Al3+的物質的量濃度為__________ (假設反應前后溶液體積不變)。

Answer 1

【答案】還原劑 CO 1.204×1023 A 白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變為紅褐色 4Fe（OH）2+O2 +2H2O＝4Fe（OH）3 4.8g 0.4mol·L-1

【解析】

（1）二氧化硅和焦炭在高溫下反應生成粗硅和CO，生成的粗硅和氯氣化合生成四氯化硅，四氯化硅和氫氣發生置換反應生成生成硅和氯化氫，據此解答。

（2）硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定易被氧化，據此解答。

（3）鎂鋁均能與鹽酸反應產生氫氣，根據金屬的質量和產生的氫氣體積結合方程式計算。

（1）①石英砂的主要成分是SiO2，二氧化硅和焦炭在高溫下反應生成粗硅和一氧化碳，碳元素化合價升高，失去電子，因此在制備粗硅時，焦炭的作用是還原劑，生成氣體的化學式為CO；在該反應中，硅元素化合價從+4價降低到0價得到4個電子，若消耗了3.0 g SiO2，二氧化硅的物質的量是3.0g÷60g/mol＝0.05mol，則轉移電子的物質的量是0.05mol×4＝0.2mol，電子總數為0.2mol×6.02×1023/mol＝1.204×1023。

②粗硅與氯氣反應后得到沸點較低的液態四氯化硅，其中常混有一些高沸點、難揮發性液體雜質（與液態四氯化硅互溶），必須分離提純，由于二者的沸點相差較大，則其提純方法為蒸餾法，答案選A。

（2）硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液發生復分解反應反應生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定易被氧化，因此看到的現象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變為紅褐色，沉淀變化的化學方程式為4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3。

（3）標況下11.2L氫氣的物質的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol，設合金中鎂和鋁的物質的量分別是xmol、ymol，則24x+27y＝10.2。根據方程式Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑、2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑可知x+1.5y＝0.5，解得x＝0.2、y＝0.2。

①該合金中鎂的質量為0.2mol×24g/mol＝4.8g。

②根據鋁原子守恒可知反應后所得溶液中Al3+的物質的量濃度為0.2mol÷0.5L＝0.4mol·L-1。