题目内容

多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3，且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O，工艺流程如图所示。已知常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

(1)SiCl4水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。
已知：SiCl4(s)＋H2(g)=SiHCl3(s)＋HCl(g) ΔH1＝＋47 kJ·mol－1
Si(s)＋3HCl(g)=SiHCl3(s)＋H2(g) ΔH2＝－189 kJ·mol－1
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为__________________________________。
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是_________________________。
(3)加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣A的主要成分是________，控制温度70 ℃的目的是____________________________________________。
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。实验室中蒸发浓缩，用到的含硅酸盐的仪器有__________种。
(5)为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是____________。

(1)防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率，防止反应过于剧烈　SiCl4(s)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋236 kJ·mol－1
(2)BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋CO2↑＋H2O
(3)Mg(OH)2、Ca(OH)2　确保钙离子完全除去[或温度越高，Ca(OH)2溶解度越小]
(4)3　(5)BaCl2

解析

练习册系列答案
相关题目

（14分）碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的、以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：

（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：
步骤③                    ，步骤⑤                      。
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式：                                  。
（3）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是          。（填编号）

A．酒精 B．醋酸 C．四氯化碳 D．苯
（4）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的玻璃仪器是         。
（5）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏。指出下图实验装置中存在的错误之处：                                                  。


难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4＋2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：_________________________________________________。
(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。

(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得，随着温度升高，
①________________________________________________________，
②________________________________________________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋?CaCO3(s)＋
已知298 K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，
Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。

碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料，在医药上用作祛痰剂和利尿剂等。工业上用铁屑还原法制备NaI，其主要流程如下图：

（1）写出铁屑转化为Fe(OH)3反应的离子方程式：                                。
（2）判断碘已完全反应的方法是                                                。
（3）由滤液得到NaI晶体的操作是                                              。
（4）测定产品中NaI含量的方法是：
a．称取3．000g样品溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用0．100mol溶液滴定至终点，消耗溶液体积的平均值为19．00mL。
①上述测定过程所需仪器中，需要检查是否漏液的仪器有                         ，
其中使用前需进行润洗的仪器是                        ；
②上述样品中NaI的质量分数为                                              。

工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：

（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4，该反应的化学方程式为       。
（2）“滤渣2”中主要成分的化学式为       。
（3）“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是       。
（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为       。
（5）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为       。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3，可能的原因是：使MnSO4充分转化为MnCO3；       ；       。

某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：
【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上黏附着白色物质。
【提出假设】
假设1：白色物质是Na2O。
假设2：白色物质是Na2CO3。
假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
【设计实验方案验证假设】 该小组对燃烧后的白色产物
进行如下探究：

实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液
溶液变成红色
白色物质为Na2O
方案2
①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液
出现白色沉淀
 
 
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液
无明显现象
 
【思考与交流】
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是       。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为       。
(3)通过方案1和方案2的实验，你认为上述三个假设中，       成立。你的理由是       。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为       。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点？并简述理由：       。

难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO42—＋2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：
_____________________________________________________________。
(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。

(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得，随着温度升高，
①_______________________________________________________，
②_______________________________________________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋CO32—CaCO3(s)＋SO
已知298 K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，
Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。

氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2＋、Fe3＋)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

【已知：金属离子浓度为1 mol·L－1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题：
(1)酸浸时发生反应的离子方程式是________；析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。
(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。
(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。
(4)产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体，还需要知道的是__________________。
(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：______________________。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。

CaCl2常用于冬季道路除雪，建筑工业的防冻等，实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石（含有少量Al3+、Fe2+、Fe3+等杂质）来制备。下图为实验室模拟其工艺流程：

已知：常温下，溶液中的Fe3+、Al3+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，4，9.7。
（1）反应Ⅰ中，需将大理石粉碎、搅拌，同时适当加热，其目的是：        。写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式：       。
（2）上述使用盐酸的浓度为10%，若用37%的浓盐酸来配制500mL的此盐酸所需的玻璃仪器有：玻璃杯、量筒、烧杯、胶头滴管、       。
（3）反应Ⅱ中的离子方程式：             。
（4）反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)2的量，使溶液的pH约为8.0，此时沉淀a的成分为：     ，若pH过大，则可能发生副反应的离子方程式：                。

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