(1)铝土矿的主要成分是Al2O3·3H2O,假设杂质是Fe2O3,写出由铝土矿制备金属铝的各步骤的化学方程式。(2013年高考题片段,源于高一教材)
(2)炼铁的原料有赤铁矿(假设杂质为SiO2)、焦炭、石灰石,设备为高炉,写出炼铁时所发生的主要的化学反应方程式
(3)工业上用石英砂先煅烧制取粗硅,最后经过还原反应制取高纯硅,其反应方程式分别为:
(4)假设没有Fe,生活会
假设没有Al,生活会
假设没有Si,生活会
(27分)方程式各2分,(4)问共3分
(1)①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O ②NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
③2Al(OH)3Al2O3+3H2O ④2Al2O3
4Al+3 O2↑
(2)①C+O2CO2 ②CO2+C
2CO ③Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
④CaCO3CaO+CO2↑ ⑤CaO+SiO2
CaSiO3
(3)①SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑ ②Si+2Cl2
SiCl4
③SiCl4+2H2===Si(高纯硅)+4HCl
(4)合理答案都给分。没有Fe,过原始人的生活,没有Al,过封建社会生活,没有Si,没法过信息时代的生活。
题目分析:(1)铝土矿的主要成分是Al2O3·3H2O,杂质是Fe2O3,则提纯氧化铝时必须除去氧化铁。根据氧化铝两性氧化物可知,姜铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中,氧化铝溶解,生成偏铝酸钠,过滤得到偏铝酸钠溶液。向偏铝酸钠中通入CO2即生成氢氧化铝沉淀,过滤即得到氢氧化铝。氢氧化铝分解生成氧化铝,电解氧化铝即得到金属铝。
(2)高炉炼铁时焦炭燃烧生成CO2,高温下碳和CO2反应又生成CO。生成的CO具有还原性,在高温下可以还原氧化铁。在高温下石灰石分解生成氧化钙和CO2,生成的氧化钙在高温下在和二氧化硅反应生成硅酸钙。
(3)石英砂的主要成分是二氧化硅,在高温下和二氧化硅反应生成粗硅。粗归和氯气在高温下反应生成四氯化硅,然后利用氢气还原四氯化硅置换出单质硅。
点评:该题是基础性试题的考查,试题基础性强,紧扣教材基础知识,有利于调动学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性。也有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。