晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:
ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
ⅱ.粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3:
Si+3HClSiHCl3+H2
ⅲ.SiHCl3與過量H2在1 000~1 100 ℃反應制得純硅
已知SiHCl3能與H2O強烈反應,在空氣中易自燃。
請回答下列問題:
(1)第ⅰ步制備粗硅的化學反應方程式為___________________________________。
(2)粗硅與HCl反應完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點
57.6 ℃)和HCl(沸點-84.7 ℃),提純SiHCl3采用的方法為______________________。
(3)用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去):
①裝置B中的試劑是____________________________________________________。
裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是_______________________________________。
②反應一段時間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_______________________________,
裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_______________________________________,
裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________________。
③為保證制備純硅實驗的成功,操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性,控制好反應溫度以及__________________。
④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是______(填寫字母代號)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液
答案 (1)SiO2+2CSi+2CO↑ (2)分餾(或蒸餾)
(3)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化
②有固體物質(zhì)生成 在反應溫度下,普通玻璃會軟化
SiHCl3+H2Si+3HCl
③排盡裝置中的空氣、躡d
解析 (1)根據(jù)題給信息,粗硅可以用碳還原二氧化硅的辦法來制得,故反應方程式為SiO2+2C高溫,Si+2CO↑。
(2)因HCl易溶于水,而SiHCl3與H2O強烈反應,故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下利用它們的沸點不同,采用分餾的方法進行。
(3)①因SiHCl3與水強烈反應,故A中產(chǎn)生的H2必須干燥,故B中的液體一定為濃H2SO4,且C中燒瓶需加熱,其目的是使SiHCl3氣化,加快與H2的反應。②根據(jù)題給信息石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應為硅,故D中現(xiàn)象應有固體產(chǎn)生,由題給信息,制純硅的反應條件為1 000~1 100 ℃,此溫度下普通玻璃容易軟化。③因高溫下H2與O2容易反應而爆炸,故還應排盡裝置中的空氣。④鐵與鹽酸反應產(chǎn)生Fe2+,其檢驗方法常常采用先將Fe2+氧化為Fe3+然后再加入KSCN溶液看是否變血紅色來檢驗。
科目:高中化學 來源: 題型:
為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
(1)汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應:,是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
①在溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應時N2的體積分數(shù)隨時間變化如右圖所示,根據(jù)圖像判斷反應__________0(填“>”或“<”)。
②在溫度下,向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2,50秒后達到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為2mol,則該反應的速率___________________。該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。
(2)利用右圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,用陰極排出的溶液可吸收NO2。
①陽極的電極反應式為_____________________。
②在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體,同時有生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。
(3)一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下,將a mol·L的醋酸與b molL溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在,則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
第119號未知元素,有人稱為“類鈁”。根據(jù)周期表結(jié)構及元素性質(zhì)變化趨勢,有關“類鈁”的預測的說法錯誤的是
A.單質(zhì)有較高的熔點 B.“類鈁”在化合物中呈+1價
C.“類鈁”具有放射性 D.“類鈁”單質(zhì)的密度小于1g.cm-3
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科目:高中化學 來源: 題型:
實驗室中,用如下圖所示裝置及所給藥品(圖中部分夾持儀器已略去)探究工業(yè)制硫酸接觸室中的反應,并測定此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。已知:SO3熔點為
16.8℃,假設氣體進入裝置時分別被完全吸收,且忽略裝置內(nèi)空氣中的CO2。
(1)已知0.5molSO2被O2氧化成氣態(tài)SO3,放出49.15 kJ熱量,此反應的熱化學方程式為 ;
(2)根據(jù)實驗目的,請從上面右圖中選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處合適的裝置,并將其字母填入空格中:裝置Ⅰ ,裝置Ⅱ ;
(3)開始進行實驗時,首先應進行的操作是 ;
(4)停止通入SO2,熄滅酒精燈后,為使殘留在裝置中的SO2、SO3盡可能被充分吸收,操作方法是 ;
(5)實驗結(jié)束后,若裝置Ⅱ增加的質(zhì)量為b g ,裝置Ⅲ增加的質(zhì)量為a g,則此條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是: ×100%(用含字母的最簡代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
標準狀況下,將3.36 L CO2氣體通入200 mL 1.00 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反應后溶液中c(CO)與 c(HCO)的比值為(不考慮CO、HCO的水解) ( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶1 D.1∶3
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科目:高中化學 來源: 題型:
下列關于C、Si兩種非金屬元素的說法中,正確的是 ( )
A.兩者結(jié)合形成的化合物是共價化合物
B.在自然界中都能以游離態(tài)存在
C.氫化物的熱穩(wěn)定性比較:CH4<SiH4
D.最高價氧化物都能與水反應生成相應的酸
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科目:高中化學 來源: 題型:
用足量的CO還原13.7 g某鉛氧化物,把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g,則此鉛氧化物的化學式是 ( )
A.PbO B.Pb2O3
C.Pb3O4 D.PbO2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【化學—化學與技術】
I.目前,我國采用“接觸法”制硫酸,設備如圖所示:
(1)圖中設備A的名稱是_____________ ,該設備中主要反應的化學方程式為 。
(2)有關接觸法制硫酸的下列說法中,不正確的是_______(填字
母序號)。
A.二氧化硫的接觸氧化在接觸室中發(fā)生
B.吸收塔用濃度為98.3%濃硫酸吸收三氧化硫
C.煅燒含硫48%的黃鐵礦時,若FeS2損失了2%,則S損失2%
D.B裝置中反應的條件之一為較高溫度是為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率
E.硫酸工業(yè)中在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為 H2SO4時放出的熱量
II. 純堿是一種重要的化工原料。制堿工業(yè)主要有“氨堿法”(索爾維法)和“聯(lián)合制堿法”(侯氏制堿法)兩種工藝。請按要求回答問題:
(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”中CO2的來源于 ,“氨堿法”中CO2來源
于 。
(4)氨堿法的原子利用率(原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比) 。
(5)寫出“聯(lián)合制堿法”有關反應的化學方程式: 。
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