【題目】鋅還原四氯化硅是一種有著良好應用前景的制備硅的方法,該制備過程示意圖如下:

11mol焦炭在過程Ⅰ中失去____mol電子。

2)過程Ⅱ中Cl2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl2的離子方程式為________。

3)步驟(2)中的電解過程中,若用甲醇燃料電池作電源,用KOH作電解質(zhì),負極反應為_________。

4)整過生產(chǎn)過程必須嚴格控制無水,回答下列問題:

SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸,化學反應方程式為_________。

②干燥Cl2時從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入濃H2SO4中。冷卻的作用是_________。

5Zn還原SiCl4的可逆反應如下:

SiCl4(g)+2Zn(s)Si(S)+2ZnCl2(g)H0下列說法正確的是___

A.還原過程需在無氧的氣氛中進行

B.投入1molZn可生成14g還原產(chǎn)物

C.增加SiCl4(g)的量,該反應平衡常數(shù)不變

D.若SiCl4(g)過量可增大H的值

6)有一種由硅制作的材料中常加入Ag2SO4 ,已知某溫度下Ag2SO4M312g/mol)的溶解度為0.624g/100g H2O,該溫度下Ag2SO4Ksp_______(兩位有效數(shù)字)。

【答案】2 2Cl-+ 2H2OCl2↑ + H2↑ + 2OH- CH3OH6e-+8OH- =CO32-+7H2O SiCl4+2H2OSiO2+4HCl 使水蒸氣冷凝,減少進入濃硫酸的水,保持濃硫酸持續(xù)的吸水性,同時降低放出的熱量 AC 3.2×10-5

【解析】

石英砂的主要成分是二氧化硅,用焦炭在高溫下還原得到粗硅,和氯氣反應生成液體SiCl4,分離出SiCl4后用鋅在高溫下還原得到高純硅。

1)焦炭與二氧化硅反應生成SiCO,C元素的化合價升高2價,所以1mol焦炭參加反應,轉移電子的物質(zhì)的量是2mol

2)電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉、離子方程式是2Cl-+ 2H2OCl2↑ + H2↑ + 2OH-;

3)若用甲醇燃料電池作電源,用KOH作電解質(zhì),則甲醇在負極發(fā)生氧化反應,因為電解質(zhì)溶液為堿性,所以生成的二氧化碳與氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水,則負極反應方程式是CH3OH6e-+8OH- =CO32-+7H2O;

4)①SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸,根據(jù)元素守恒,該酸為HCl,所以水解方程式是SiCl4+2H2OSiO2+4HCl ;

②干燥Cl2時從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,使水蒸氣冷凝,減少進入濃硫酸的水,保持濃硫酸持續(xù)的吸水性,因為濃硫酸與水混合會放出大量的熱,從操作安全著想,該操作還能降低放出的熱量,降低安全隱患;

5A.Zn為活潑金屬,易與空氣中的氧氣反應,所以還原過程需在無氧的氣氛中進行 ,正確;B.該反應是可逆反應,投入1molZn不可能完全轉化為生成物,所以生成還原產(chǎn)物的質(zhì)量小于14g ,錯誤; C.溫度不變,則平衡常數(shù)不變,所以增加SiCl4(g)的量,該反應平衡常數(shù)不變,正確; D.一個固定反應的反應熱是固定值,不隨反應物的用量而改變,錯誤,答案選AC;

6)已知某溫度下Ag2SO4M312g/mol)的溶解度為0.624g/100g H2O,則100g水中Ag2SO4的物質(zhì)的量是0.624g/312g/mol=0.002mol,溶有0.002mol Ag2SO4100g水的體積近似為0.1L,根據(jù)飽和溶液中存在Ag2SO42Ag++SO42-,則硫酸根離子的濃度是0.002mol/0.1L=0.02mol/L,銀離子的濃度是0.04mol/L,所以該溫度下Ag2SO4Ksp 0.02×0.042=3.2×10-5。

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a.稀硫酸 b.酸性KMnO4溶液

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有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH見下表

氫氧化物

FeOH3

FeOH2

CuOH2

ZnOH2

開始沉淀的pH

1.5

6.5

5.4

6.5

沉淀完全的pH

3.7

9.7

6.7

8.0

1)為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度外,還可采取的措施有(寫出兩條) ______

2)試劑A ______ (填化學式).

3)調(diào)節(jié)酸浸液的pH的范圍是 ______.

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(3)寫出加入過量氨水發(fā)生的離子反應方程式_______________________________。

(4)寫出灼燒發(fā)生反應的化學方程式_______________________________

(5)檢驗沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作是______________________________。

(6)下列操作可能使所配溶液濃度偏小的是__________(填寫序號)。

未洗滌燒杯和玻璃棒

定容時俯視容量瓶的刻度線

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搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線后繼續(xù)加水至凹液面與刻度線相切

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結構不穩(wěn)定)

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