Question

已知高溫下能發(fā)生如下反應(yīng)： ，

現(xiàn)有石英砂和炭粉的混合物a mol，在高溫電爐中隔絕空氣充分反應(yīng)，冷卻后得到殘留固體。若,

試討論x的取值范圍，殘留固體的成分和物質(zhì)的量。

 

Answer 1

答案：
解析：

，， ，有關(guān)的反應(yīng)為：    ↑    ①    ↑    ② (1)若，即， ∴恰好發(fā)生反應(yīng)①，殘留固體是Si， (2)若，即 ， ∴恰好發(fā)生反應(yīng)②，殘留固體是SiC， (3)若x>1/3，發(fā)生反應(yīng)①，殘留固體是Si和SiO2，炭粉全部反應(yīng)。 (4)若x<1/4發(fā)生反應(yīng)②，殘留固體是SiC和C，SiO2全部反應(yīng)，     (5)若， 發(fā)生反應(yīng)①和②，殘留固體是Si和SiC。 設(shè)生成Si的物質(zhì)的量為y mol，SiC的物質(zhì)的量為(ax-y)mol ↑  y    2y　　     y ↑ (ax-y)mol   3(ax-y)mol　　    (ax-y) ∵n(c)=(a-ax)mol， ∴

提示：

該題涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：     ↑   顯然這是兩個連續(xù)反應(yīng)，可以處理成以下2個并行反應(yīng) 　　　　　　    　　  ① 　　 　　   ② 反應(yīng)①和②中，SiO2和炭粉的物質(zhì)的量之比就是討論的“標(biāo)準(zhǔn)”。這樣就突破了第1個難點(diǎn)，而題目中對于SiO2和炭的物質(zhì)的量沒有直接給出，而是給了一個關(guān)系，即， 而混合物的總的物質(zhì)的量為a mol，這樣就可將SiO2、C的物質(zhì)的量用a、x代換，x的取值范圍就可以通過SiO2與C的物質(zhì)的量之比確定下來。這就是該題的第2個難點(diǎn)。