题目内容

多晶硅是太阳能光伏产业的重要原料。
(1)由石英砂可制取粗硅,其相关反应的热化学方程式如下:

①反应SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)的△H=    kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
②SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时,SiO与NaOH溶液反应(产物之一是硅酸钠)的化学方程式是          
(2)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3,经提纯后再用H2还原:SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)不同温度及不同n(H2)/n(SiHCl3)时,反应物X的平衡转化率关系如图;

①X是      (填“H2”、“SiHCl3”)。
②上述反应的平衡常数K(1150℃)    K(950℃)(选填“>”、“<”、“=”)
(3)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。
①用粗硅作原料,熔盐电解法制取硅烷原理如图10,电解时阳极的电极反应式为     
②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料,它可由SiH4与NH3混合气体进行气相沉积得到,已知Y中Si的质量分数为60%,Y的化学式为        

(1)①2a+b     ②   SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2
(2)①SiHCl3    ②>
(3)Si - 4e+ 4H- = SiH4↑  Si3N4

试题分析:(1)方程式中上式乘2加下式即得;(2)根据氧化还原反应化合价升降确定还原产物为H2, SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2↑;(3)随着横坐标数值增大,氢气的含量增大,X转化率增大,所以该物质是SiHCl3;相同比值时,温度越高,SiHCl3转化率越大,故正反应为吸热反应,温度越高K值越大;(3)电解时粗硅溶解结合介质中的H-,故为Si-4e-+ 4H- = SiH4↑;根据质量关系计算物质的量关系确定化学式。
练习册系列答案
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MgSO4·7H2O医药上用作泻剂。工业上用氯碱工业的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。主要工艺如下:
 
(1)用硫酸调整溶液pH为1~2,硫酸的作用是________________________________________。
(2)加次氯酸钠溶液至pH为5~6并加热煮沸约5~10 min,滤渣中主要含MnO2和另两种沉淀:__________________、____________(写化学式)。其中次氯酸钠溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为________________________                     ___
(3)若除杂后过滤,发现滤液发黄,需采取的措施是____                      ____
(4)过滤后晶体常用丙酮代替蒸馏水洗涤的目的是________________________________________
(5)晶体中结晶水含量的测定:准确称取0.20 g MgSO4·7H2O样品,放入已干燥至恒重的瓷坩埚中,置于马沸炉中,在200 ℃脱水1 h。为准确确定脱水后的质量,还需要经过的操作有冷却(干燥器中)至室温→__________                       _________________
(6)硫酸根离子质量分数的测定:准确称取自制的样品0.50 g,用200 mL水溶解,加入2 mol·L-1 HCl溶液5 mL,将溶液加热至沸腾,在不断搅拌下逐滴加入5~6 mL 0.5 mol/L BaCl2溶液,充分沉淀后,得沉淀0.466 g,则样品中w(SO42-)=________________。
(7)已知:Na2CO3·10H2O (s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH2=+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式__                          __________。
发展“碳一化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程:

(1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2,此反应的平衡常数表达式K =____________。
(2)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式_________________。
(3) “催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g)  HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H =" -34" kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。下图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5 MPa、2.5 MPa、3.5 MPa的情况,则曲线甲对应的压强是P(甲)=___________。

(4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
① 草酸氢钾溶液中存在如下平衡:
H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-           
② 向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是          (填序号)。
a.c(K+) = c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
b.c(K+) + c(Na+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
c.c(Na+) = c(H2C2O4) + c(C2O42-)
d.c(K+) > c(Na+)   
(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为              ;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替32 g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为              L。
目前工业上有一种用CO2来生产燃料甲醇的方法,可以将CO2变废为宝。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g)           △H= _1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)                     △H= _556.0 kJ·mol-1
③H2O(l) = H2O(g)                             △H="+" 44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                         
(2)某同学利用甲醇燃料电池为电源,设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则电源中a极为  极(填“正”或“负”),其电极反应式为                        。装置上端A极电极材料是    (填化学式),B电极上的电极反应式为                  

(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g) +H2O(g) CO2(g) + H2(g),得到如下三组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
1
2
0.4
1
 
①该反应的正反应为        (填“吸”或“放”)热反应。
②实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为              
③900℃时,按CO(g)、H2O(g)、CO2(g) 和H2(g)的物质的量分别是0.8mol、1.0mol、0.6 mol和0.8 mol分别加入该容器,则此时反应的v(正)   v(逆)(填“>”“<”或“=”中之一)。
④实验3跟实验2相比,改变的条件可能是                 

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