题目
题型:不详难度:来源:
(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是 。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是 。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是 。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1: 400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1 <0
反应2: 756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2 <0
反应3: 907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3 <0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是 。
③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH =" +116" KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
答案
(2)2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑(2分)
(3)① SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl (2分)
② 使水蒸气冷凝,减少进入浓硫酸的水量,保持持续的吸水性,并降低放出的热量(2分)
(4) ① b c d(1分)
② 温度高,反应速率快;与前两个反应比较,更易于使硅分离,使化学平衡向右移动,提高转化率。(2分)
③ 208.8 (1分)
(5) SiO2 +6HF = H2SiF6 + 2H2O (2分)
解析
试题分析:石英砂主要成分是SiO2,被碳还原为粗硅,与氯气化合得到SiCl4,在被还原得高纯硅。SiCl4水解生成的酸根据复分解原理,可推知为盐酸;(4)①a、升高温度,平衡逆向移动,降低SiCl4的转化率,错误;b、锌做还原剂应在无氧的条件下进行,正确;c、增大压强,平衡正向移动,提高SiCl4的转化率,正确;d、Na、Mg的还原性强,可以代替锌,正确。③每投入1mol SiCl4,反应2摩尔锌,热量为332kJ,利用率为90%,可计算出结果208.8kJ。
核心考点
举一反三
A.H2CO3比H2SiO3受热易分解 |
B.高温下能发生反应Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ |
C.CO2能溶于水生成碳酸,而SiO2却不溶于水 |
D.CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成 |
3SiCl4 +2N2 +6H2Si3N4 +12HCl
完成下列填空:
(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件,因为它属于 晶体。有关氮化硅的上述反应中,原子最外层只有一个未成对电子的元素是 (填写元素符号);属于非极性分子的化合物的电子式是 。
(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是 。
a.比较两种元素的气态氢化物的沸点
b.比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小
c.比较两种元素的原子达到稳定结构获得电子的多少
d.比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱
(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质,因为 (简述理由),写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式: 。
A.Na2SiO3 | B.CaCl2 | C.NaAlO2 | D.饱和Na2CO3 |
选项 | 溶液 | 操作及现象 |
A | Ca(OH)2溶液 | 通入CO2,溶液变浑浊。继续通CO2至过量,浑浊消失。再加入足量NaOH溶液,又变浑浊。 |
B | 溶液 | 通入CO2,溶液变浑浊。继续通CO2至过量,浑浊消失。 |
C | Ca(ClO)2溶液 | 通入CO2,溶液没有明显变化。再滴入品红溶液,红色褪去。 |
D | CaCl2溶液 | 通入CO2,溶液没有明显变化。若同时通入CO2和NH3,则溶液变浑浊。 |
相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | — | 315 | — |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | — |
升华温度/℃ | — | — | 180 | 300 | 162 |
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为____________,装置A中f管的作用是_______________________________________,其中发生反应的离子方程式为_____ ____________________________________ _______。
(2)装置B中的试剂是____________。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案 | 不足之处 |
甲 | |
乙 | |
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________ ________ 。
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
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