题目内容
硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有 。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -30.4 | -84.9 | -111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为: 。
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是 。
(1)石英砂、纯碱和石灰石(2分)
(2)①SiO2 + 2CSi + 2CO↑(2分)、SiO2 + 3CSiC + 2CO↑(2分)
②Si + 3HClSiHCl3 + H2(2分)
(3)蒸馏(1分) H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(2分,答不全,少一种扣一分,但有错不给分)
(4)SiHCl3 + H2 Si + 3HCl (2分)
(5)H2、HCl(2分)
解析试题分析:(1)生产普通玻璃的主要原料有石英砂、纯碱和石灰石
(2)①石英砂的主要成分是SiO2,与C可能的反应有:SiO2 + 2CSi + 2CO↑、SiO2 + 3CSiC + 2CO↑
②粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式为Si + 3HClSiHCl3 + H2
(3)硅的氯化物的熔点相差较大且互溶,所以采用蒸馏的方法可提纯SiHCl3,从元素的种类上分析SiHCl3完全水解的产物有H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl
(4)还原炉中发生的反应是氢气还原SiHCl3,化学方程式为SiHCl3 + H2 Si + 3HCl
(5)氯碱工业的产品有H2、Cl2、NaOH,所以为上述工艺生产提供部分原料是H2、HCl
考点:考查化工生产中硅元素的利用,生产玻璃的原料、高纯硅的制取,化学方程式中的产物分析
下图1是工业上“碱法烟气脱硫法” 示意图,下图2是工业上“石灰→石膏烟气脱硫法”示意图,回答:
已知:
试 剂 | Ca(OH)2 | NaOH |
价格(元/kg) | 0.36 | 2.9 |
吸收SO2的成本(元/mol) | 0.027 | 0.232 |
(1)图1中,反应①的离子方程式为 ,之一是 。
(2)图2中,反应⑤的目的是稳定固化硫元素形成高价态的化合物,氧气的作用是 。该法的优点之一是 。
(3)“碱法烟气脱硫法”中的产物Na2SO3的稳定性不好,易使硫元素重新转化为挥发性污染物,为避免之,设计了③的反应,写出其化学方程式为 。
某同学利用如图装置制NO并进行相关实验探究。
(1)写出制备NO的反应方程式
(2)收集的气体与空气混合后变红色,这说明NO具有_____性。
(3)制备NO的步骤如下:
1按图所示连接好装置;
2取下注射器,通过U型长管加入稀硝酸至接近U型短管的铜丝
3在针头上安装好注射器,抽出U型短管中的所有空气;然后拔出注射器,并排尽注射器中的空气。
4待硝酸与铜丝分离后,用已排除空气的注射器抽出生成NO,将注射器针头插入橡皮塞中以封口。
在上述操作中遗漏的一个步骤是 ,在步骤3中可以观察到的现象为 。
(4)在铜丝上绑上石墨的作用是 。
(5)若将稀硝酸换成浓硝酸,则可制取NO2气体。请你用注射器收集NO2气体并完成“外界因素对化学平衡移动影响”实验探究,相关内容填在下面表格。(只完成一个影响因素的探究,其他实验用品自选)已知
2NO2(g) N2O4(g) △H <0;N2O4为无色气体。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①分别用两支注射器收集NO2,并将注射器针头插入橡皮塞中以封口。 ②_____________________ _______________________ ________________________ _______________________ ________________________ | _______________________ ________________________ _______________________ ________________________ _______________________ _______________________ ________________________ _______________________ | _______________________ ________________________ _______________________ ________________________ _______________________ _______________________ ________________________ _______________________ |