清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一,硅片化學清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)(如某些有機物,無機鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。其中去除硅的氧化物,通常用一定濃度的HF溶液,室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面,增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反應(yīng)25~35 min,效果良好;卮鹣铝袉栴}
Ⅰ.(1)寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式              ,對單晶制絨1990年化學家Seidel提出了一種的電化學模型,他指出Si與NaOH溶液的反應(yīng),首先是Si與OH反應(yīng),生成SiO44,然后SiO44迅速水解生成H4SiO4;诖嗽矸治龇磻(yīng)中氧化劑為                  。
(2)本校化學興趣小組同學,為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實驗:

 
實驗事實
事實一
水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。
事實二
盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。
事實三
普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。
事實四
在野外環(huán)境里,用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH,點著后燜燒,可劇烈放出H2。
事實五
1g(0.036mo1)Si和20mL含有l(wèi)gNaOH(0.025mol)的溶液,小心加熱(稍微預熱),收集到約1700mL H2,很接近理論值(1600mL)。
結(jié)論:從實驗上說明堿性水溶液條件下,H2O可作               劑;NaOH作_____            劑,降低反應(yīng)            。高溫無水環(huán)境下,NaOH作              劑。
Ⅱ.在工業(yè)中利用鎂制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同時有副反應(yīng)發(fā)生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷),SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置:

由于氧氣的存在對該實驗有較大影響,實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。        a.石灰石   b.鋅粒   c.純堿
(4)實驗開始時,必須先通入X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是______________________________,當反應(yīng)開始后,移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進行,其原因是___________________________。
(5)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸?捎^察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為_______________________________________。

(1)Si+2OH+H2O=SiO32-+2H2↑;NaOH (2)氧化  催化  活化能   氧化    
(3)b。4)讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中的成分對實驗的影響 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進行。5)①Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑、赟iH4+2O2=SiO2↓+2H2O。

解析試題分析:(1)晶片制絨反應(yīng)的離子方程式Si+2OH+H2O=SiO32-+2H2↑;在該反應(yīng)中氧化劑為NaOH。(2)堿性水溶液條件下,H2O可作氧化劑,NaOH作催化劑降低反應(yīng)活化能;高溫無水環(huán)境下,NaOH作氧化劑。(3)由于氧氣的存在對該實驗有較大影響,實驗中應(yīng)通入還原性氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用鋅粒,是其發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2,為反應(yīng)的順利進行創(chuàng)造有利的條件。選項為b . (4)實驗開始時,必須先通入X氣體,再加熱反應(yīng)物,是為了讓氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中的成分對實驗的影響 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),可利用自身放出的熱量維持反應(yīng)進行。(5) 反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸?捎^察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是①Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑、赟iH4+2O2=SiO2↓+2H2O
考點:考查硅晶片制作過程的清洗、制絨等的化學反應(yīng)原理的知識。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

某化學課外活動小組通過實驗研究NO2的性質(zhì)。
已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
任務(wù)1:利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)。

(1)E裝置中制取NO2反應(yīng)的化學方程式是                                 
(2)若NO2能夠被NH3還原,預期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是                      。
(3)實驗過程中,未能觀察到C裝置中的預期現(xiàn)象。該小組同學從反應(yīng)原理的角度分析了原因,認為可能是:
①NH3還原性較弱,不能將NO2還原;
②在此條件下,NO2的轉(zhuǎn)化率極低;
                                           。
(4)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是                                 。
任務(wù)2:探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(5)實驗前,該小組同學提出三種假設(shè)。
假設(shè)1:二者不反應(yīng);
假設(shè)2:NO2能被Na2O2氧化;
假設(shè)3:            。
(6)為了驗證假設(shè)2,該小組同學選用任務(wù)1中的B、D、E裝置,將B中的藥品更換為Na2O2,另選F裝置(如圖所示),重新組裝,進行實驗。

①裝置的合理連接順序是                                     
②實驗過程中,B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經(jīng)檢驗,該白色物質(zhì)為純凈物,且無其他物質(zhì)生成。推測B裝置中反應(yīng)的化學方程式為          

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

某研究性學習小組欲利用已經(jīng)學過的化學知識和下列裝置制取少量次氯酸鈉,并進一步探究次氯酸鈉的化學性質(zhì)。


相關(guān)資料:反應(yīng)Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O屬于放熱反應(yīng),溫度稍高時便發(fā)生副反應(yīng):3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)制取氯氣時,在燒瓶中加入一定量的二氧化錳,通過________(填寫儀器名稱)向燒瓶中加入適量的濃鹽酸。請在裝置A、B、C中選擇一個合適的裝置放在②處________。
(2)部分學生認為上述裝置存在缺點,他們指出在前兩個儀器之間應(yīng)增加如D圖所示的裝置:你認為D中所盛液體是________,其作用是____________。

(3)該化學興趣小組對產(chǎn)品的性質(zhì)進行了如下探究。
第一步,測其pH=10。結(jié)合相關(guān)離子方程式解釋原因________。
第二步,該化學興趣小組的同學備選了紫色石蕊試液對次氯酸鈉的性質(zhì)進行實驗檢驗。請你幫助他們完成實驗報告:

實驗操作
預期現(xiàn)象
結(jié)論
 
 
 
 

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

工業(yè)尾氣中氮氧化物通常采用氨催化吸收法,其原理是NH3與NOx在催化劑作用下反應(yīng)生成無毒的物質(zhì)。某校活動小組同學采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物的處理過程。

I.探究制取NH3的方法
(1)在上述裝置中,H能快速、簡便制取NH3,裝置中需要添加的反應(yīng)試劑為      。
(2)為探究更好的實驗效果,活動小組同學采用上述C裝置來制取氨氣,在控制實驗條件相同的情況下,獲得下表中實驗數(shù)據(jù)。

試劑組合序號
固體試劑
NH3體積(mL)
a
6.0 g Ca(OH)2(過量)
5.4 g NH4Cl
1344
b
5.4g (NH4)2SO4
1364
c
6.0 g NaOH(過量)
5.4 g NH4Cl
1568
d
5.4g (NH4)2SO4
1559
e
6.0 g CaO(過量)
5.4 g NH4Cl
1753
f
5.4 g (NH4)2SO4
1792
 
分析表中數(shù)據(jù),你認為哪種方案制取氨氣的效果最好     (填序號),從該方案選擇的原料分析制氣效果好的可能原因是                           
II.模擬尾氣處理
活動小組同學選用上述部分裝置,按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置進行實驗。
(1)請從上述裝置中選擇你認為合理的進行補充(所選裝置不能重復)。

(2)A中反應(yīng)的離子方程式為                                  。
(3)D裝置的作用有:使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度、             。
(4)D裝置中的液體還可換成        (填序號)。
a.H2O   b.CCl4  c.濃H2SO4    d.CuSO4溶液
(5)該小組同學所設(shè)計的模擬尾氣處理裝置中還存在一處明顯的缺陷是            。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

某化學課外小組利用下圖裝置探究SO2的性質(zhì)。

請回答下列問題:
(1)裝置甲中A儀器的名稱是_____________,燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_____________________________________。
(2)裝置乙中出現(xiàn)的現(xiàn)象是_______________________________,可以證明SO2具有______(填代號)。裝置丙中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______________________,可以證明SO2具有______(填代號)。
A.氧化性                B.還原性             C.漂白性  
(3)收集SO2氣體可以選擇的裝置為______(填代號)。

從環(huán)保的角度考慮,收集裝置的出氣口需要連接一個盛有_________(填化學式)溶液的洗氣瓶。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59℃,沸點為11.0℃,易溶于水。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60時反應(yīng)制得。某學生擬有左下圖所示的裝置模擬制取并收集ClO2。

(1)A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等,請寫出該反應(yīng)的化學方程式:                                                         。
(2)A必須添加溫度控制裝置,除酒精燈外,還需要的玻璃儀器有燒杯、         ;B也必須添加溫度控制裝置,應(yīng)該是        (選填“冰水浴”或“熱水浴”)裝置。
(3)反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2飽和溶液中在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2·3H2O,在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2。根據(jù)右上圖所示的NaClO2的溶解度曲線,請補充從NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步驟:
           ;②           ;③洗滌;④干燥。
(4)NaClO2變質(zhì)可分解為NaClO3和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣均配成溶液,分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時,消耗Fe2+的物質(zhì)的量相同,從電子守恒的角度解釋其原因是                                                       。
ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量,進行了下列實驗:
步驟1:準確量取ClO2溶液10.00 mL,稀釋成100.00 mL試樣;量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中;
步驟2:調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,靜置片刻;
步驟3:加入淀粉指示劑,用c mol·L—1 Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知2 Na2S2O3 + I2 →Na2S4O6 + 2NaI)
(5)判斷滴定終點的現(xiàn)象                                                    。原ClO2溶液的濃度為           g / L(用步驟中的字母代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象,擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物,提出如下4種猜想:
甲:Mg(NO2)2 、NO2、O2    乙:MgO、NO2 、O2     丙:Mg3N2、O2     。篗gO、NO2 、N2
(1)實驗前,小組成員經(jīng)討論認定猜想丁不成立,理由是                          。
查閱資料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
針對甲、乙、丙猜想,設(shè)計如下圖所示的實驗裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略):

(2)實驗過程
①儀器連接后,放入固體試劑之前,關(guān)閉k,微熱硬質(zhì)玻璃管(A),觀察到E 中有氣泡連續(xù)放出,表明                             
②稱取Mg(NO3)2固體3 . 79 g置于A中,加熱前通入N2以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣,其目是                   ;關(guān)閉K,用酒精燈加熱時,正確操作是先                        ,然后固定在管中固體部位下加熱。
③觀察到A 中有紅棕色氣體出現(xiàn),C、D 中未見明顯變化。
④待樣品完全分解,A 裝置冷卻至室溫、稱量,測得剩余固體的質(zhì)量為1 . 0g
⑤取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未見明顯現(xiàn)象。
(3)實驗結(jié)果分析討論
①根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認猜想           是正確的。
②根據(jù)D 中無明顯現(xiàn)象,一位同學認為不能確認分解產(chǎn)物中有O2,因為若有O2,D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng):                    (填寫化學方程式),溶液顏色會褪去;小組討論認定分解產(chǎn)物中有O2存在,未檢測到的原因是                 。(用化學方程式表示)
③小組討論后達成的共識是上述實驗設(shè)計仍不完善,需改進裝置進一步研究。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

某化學興趣小組的同學利用所示實驗裝置進行實驗(圖中a、b、c表示止水夾)。

請按要求填空:
(1)利用B裝置可制取的氣體有__________(填2種)。
(2)A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl2并進行相關(guān)的性質(zhì)實驗。若在丙中加入適量水,即可制得氯水。將所得氯水分成兩份,進行Ⅰ、Ⅱ兩個實驗,實驗操作、現(xiàn)象結(jié)論如下:

請你評價實驗Ⅱ結(jié)論是否合理?_____________;理由:______________。
(3)請利用上述A、C裝置設(shè)計一個簡單的實驗,驗證Cl2和Br2的氧化性強弱(分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實驗現(xiàn)象及結(jié)論)_____________。
(4)B、D、E裝置相連后,在B中盛裝足量濃硝酸和銅片(放在有孔塑料板上),可制得NO2并進行有關(guān)實驗。
①B中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____________________________。
②欲用D裝置驗證NO2與水的反應(yīng),其操作步驟為:先關(guān)閉止水夾a、b,再打開止水夾c,使燒杯中的水進入試管丁的操作是_______________________。
③試管丁中的NO2與一定量的O2混合充滿后倒插水中,試管9/10充滿水,則原試管丁中的混合氣體平均相對分子質(zhì)量可能為_________。(只填一種即可,保留二位小數(shù))   

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

如圖1所示,某興趣小組同學將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開始時氣泡產(chǎn)生速率非常慢,一段時間后速率明顯加快,燒瓶內(nèi)溶液呈淺藍色并不斷加深,液面上方的氣體顏色也在不斷加深。該小組同學擬通過實驗探究反應(yīng)速率變化的原因。

圖 1                                    圖 2
(1)圖1中銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為                                       ;
用離子方程式表示NaOH溶液所起的作用                                       
(2)小組同學提出了如下假設(shè)并設(shè)計實驗探究:
Ⅰ.甲同學認為是反應(yīng)放熱導致溶液溫度升高所致,完成此實驗還需要的儀器是       
測定反應(yīng)過程中溶液不同時間的溫度,結(jié)果如下表:

時間/min
 
0
 
5
 
10
 
15
 
20
 
25
 
35
 
50
 
60
 
70
 
80
 
溫度/℃
 
25
 
26
 
26
 
26
 
26
 
26
 
26.5
 
27
 
27
 
27
 
27
 
 
結(jié)合實驗?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù),你得出的結(jié)論是                                     ;
Ⅱ.乙同學認為生成的Cu2+對反應(yīng)有催化作用,為驗證此假設(shè),取A、B兩支試管分別加入等量的銅片和稀硝酸,那么最好是在其中一支試管中加入少量的           (填序號)。
A.硝酸銅晶體        B.硝酸銅溶液        C.硫酸銅晶體        D.硫酸銅溶液
然后對比兩支試管的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象基本相同。因此得出結(jié)論:Cu2+并不是反應(yīng)的催化劑。
Ⅲ. 丙同學根據(jù)現(xiàn)象推測反應(yīng)過程中還有少量       生成,進而認為該物質(zhì)對反應(yīng)有催化作用,如圖2所示,實驗中丙同學從a處通入該物質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)左管中產(chǎn)生氣泡速率明顯快于右管。小組同學得出最后結(jié)論:這種物質(zhì)對銅和稀硝酸的反應(yīng)有催化作用。
(3)實驗結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)試管中溶液呈綠色,而不顯藍色。部分同學認為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分數(shù)較高所致,另一部分同學認為是該溶液中溶解了通入的物質(zhì)。請你設(shè)計一個實驗方案來證明哪種假設(shè)正確。(寫出實驗操作、實驗現(xiàn)象和結(jié)論)                                                    。

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