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    已知高温下能发生如下反应：Si+CSiC

    现有石英砂和炭粉的混合物amol，在高温电炉中隔绝空气充分反应，反应完全后，冷却得残留固体。

    （1）写出可能发生反应的化学方程式________。

    （2）若石英砂与混合物的物质的量之比为x（0<x<1）。

    试讨论在x的取值范围内，残留固体的成分和物质的量，并将结果填入下表：

    

    x

    残留固体

    化学式

    物质的量/mol

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     </p>

    注意：①残留固体物质的量用a、x等表示，不必列出具体计算式。②每组空格填一种情况，有几种情况镇几种，不必填满。

     

    答案：
    解析：

    		（1）SiO2＋2CSi＋2CO  SiO2＋3CSiC＋2CO

    （2）

    x

    残留固体

     

    化学式

    物质的量/mol

    x>

    Si、

    x=

    Si

    ax或

    Si、SiC

    a(4x-1)、a(1-3x)

    x=

    SiC

    ax或

    x<

    SiC、C

    ax、a(1-4x)

     


    提示：

    		依据题中条件可知，石英砂和炭粉的混合物在高温下可能发生如下反应

    SiO2＋2CSi＋2CO  ①

    SiO2＋3CSiC＋2CO  ②

    从上述两反应可确定出如下比值：、。若将其比值（n）作为自变量表示在数轴上，可划分出如下3个区域。

    根据数轴上划分出的区域及题中条件，可分别进行如下讨论：

    ①       当时，说明反应按①式进行，即石英砂与混合物的物质的量之比为x＞，残留固体物质是Si和过量的SiO2，则：

    SiO2   ＋    2C    Si    ＋ 2CO

    (1－x)mol   a(1－x)mol  (1－x)mol

    所以残留固体物质Si的物质的量为(1－x)mol，剩余的物质的量为[ax－(1－x)]mol，即(3x－1)mol。

    ②当=时，说明反应按①式恰好完全进行，即石英砂与混合物的物质的量之比为x=，残留固体物质为Si，则：

    SiO2 ＋ 2C Si＋2CO

    ax mol           ax mol

    所以残留固体物质Si的量为ax mol或a mol。

    ③当＜ 时，说明反应按①式和②式进行，即石英砂与混合物的物质的量之比为＜x＜。残留固体物质为Si和SiC，则：

    SiO2＋2CSi＋2CO

    y    2y       y

    SiO2＋3CSiC＋2CO

    z    3z        z

    依题意知  解得

    所以残留固体物质Si的量为a（4x－1）mol、SiC的量为z=a（1－3x）mol。

    ④当时，说明反应按②式恰好完全反应，即石英砂与混合物的物质的星之比为x=，残留固体为SiC，则：

    SiO2＋3CSiC ＋ 2CO

    ax mol         ax mol

    所以残留固体SiC的量为ax mol或a mol。

    ⑤当时，说明反应按②式进行，即石英砂与混合物的物质的量之比为x＜。残留固体物质是SiC和过量的炭粉，则：

    SiO2   ＋  3CSiC＋2CO

    ax mol 3ax mol   ax mol

    所以残留固体物质SiC的量为ax mol，剩余炭粉的量为[a(1－x)－3ax]mol，即a(1－4x)mol。

     


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    (1)写出可能发生反应的化学方程式．

    ①________；②________．

    (2)若石英砂与混合物的物质的量之比为x(0＜x＜1)，试讨论x的取值范围、残留固体的成分和物质的量；写出残留固体的物质的量与x值之间的关系，将结果填入下表．

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    (1)写出可能发生反应的方程式：________。

    (2)若石英砂与混合物的物质的量之比为x(0<x<1)，试讨论x的取值范围、列留固体的成分和物质的量，并将结果填入下表。

    编    号

    ①

    ②

    ③

    ④

    ⑤

    x值

     

     

     

     

     

    残留固体的成分及物质的量

     

     

     

     

     

     

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