题目内容

获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。信息产业的核心材料是高纯度的硅，单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法有：
方法一：三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

方法二：用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷，再热分解硅烷可得高纯硅。
根据上述信息回答以下问题：
(1)从方法一生产单晶硅的过程看，由焦炭还原得到的硅为何还要进一步处理？_________________________________________________________。
(2)写出方法二中生产高纯硅的两个化学方程式：
①____________________________________________________________；
②__________________________________________________________。
(3)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式：____________________________________。
(4)在方法一中，整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_____________________________________________________。
(5)比较方法一和方法二，分析一下各自的优缺点____________________________________。

(1)由C还原SiO2得到的单质硅中，杂质含量过高，将它用HCl、Cl2处理得到低沸点SiHCl3，便于蒸发提纯，然后再还原得高纯硅
(2)①Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑
②SiH4Si＋2H2
(3)SiHCl3＋H2Si＋3HCl
(4)SiHCl3＋3H2O=H2SiO3＋3HCl＋H2↑
Si被氧化成SiO2而得不到Si单质， H2和O2混合发生爆炸
(5)方法一的优点是原料来源丰富，但与方法二相比，步骤较复杂，方法二的优点是流程简单，缺点是原料需要制备

解析

练习册系列答案
相关题目

(8分)
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1)氮元素原子的L层电子数为       ；
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为               ；
(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1)          △H1= -19.5kJ·mol-1 
②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g)      △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式                             ；
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为                。

氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：

其中－NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：                                                             。
(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是                         。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为                                              。
(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4，在高温下加热可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为                                            。
(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式                     。

I．下列做法正确的是____________。

A．将浓硝酸保存在棕色玻璃瓶中
B．用镊子取出白磷并置于水中切割
C．把氯酸钾制氧气后的残渣倒入垃圾桶
D．氢气还原氧化铜实验先加热再通氢气
E．把烧碱溶液放在带磨口塞的玻璃瓶中
F．把新制氯水放在无色玻璃瓶中
G．用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和溴蒸气
II．回忆实验室制取氨气的反应原理和实验装置，回答下列问题：
（1）写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反应方程式：_______________________________
（2）下列气体能只能用排水法收集的是__________(填选项编号)。
a．NH3　　　　b．NO　　　　c．NO2              d．H2         e．CO2
（3）为何不用加热NH4Cl固体的方法制取氨气？_____________________________________
（4）如何检验氨气已收集满试管？_______________________________________________[

已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。

请完成以下填空：
（1）H的名称是________。
（2）E的两种用途是________、________。
（3）反应③的化学方程式是________。
（4）反应④的离子方程式是________。

氯酸镁晶体[Mg(ClO3)2·6H2O]可用作棉花收获前脱叶剂、小麦催熟剂、除草剂、干燥剂。实验室制备少量Mg(ClO3)2的操作步骤如下：

(1)制备NaClO3晶体：在实验室里可用如图所示装置制取NaClO3。图中：a为氯气发生装置；b为NaClO3的制备装置；c为尾气吸收装置。
①装置a中反应的离子方程式为____________________________
②工业上用石灰乳代替烧碱溶液吸收尾气的原因是___________________________
③装置b中发生反应的化学方程式为3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O，请推测在加热NaClO溶液时发生反应的化学方程式：______________________________。
(2)制备氯酸镁晶体：由上述提纯制得的NaClO3和MgCl2按化学反应方程式计量数之比混合可制得Mg(ClO3)2，原理为MgCl2＋2NaClO3=Mg(ClO3)2＋2NaCl。已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示：

请补充由(1)制得的NaClO3制备Mg(ClO3)2·6H2O的操作步骤：
①按计量数之比将MgCl2和NaClO3混合溶于85 ℃的热水中，加热蒸发；
②______________________；
③______________________；
④重结晶。
(3)问题讨论：①用60 ℃ Na2CO3溶液吸收Cl2也可制得NaClO3，请写出该反应的化学方程式：__________________________________________。
②制备氯酸镁晶体时最后进行重结晶操作的目的是___________________________。

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           。

请回答下列化工生产中的一些问题：
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在       的郊区（填标号）。

A．有丰富黄铁矿资源的城市
B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市
D．人口稠密的文化、商业中心城市
（2）CuFeS2 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为                                                         。
（3）为提高SO3吸收率，实际生产中通常用                 吸收SO3。
（4）已知反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH <0，现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%，则该条件下SO2的转化率为         ；该条件下的平衡常数为               。
（5）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）
沸腾炉温度/℃
600
620
640
炉渣中CuSO4的质量数/%
9.3
9.2
9.0
 
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因                                                                                                                                                                                                                       。
（6）在硫酸工业尾气中，SO2是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用         （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO2和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式                                                                                                                                               。

硫酸、硝酸和盐酸既是重要的化工原料也是化学实验室里必备的试剂。
（1）常温下，可用铝槽车装运浓硫酸，这是因为浓硫酸具有       性；硝酸应保存在棕色试剂瓶中，这是因为硝酸具有       性；敞口放置的浓盐酸浓度会减小，这是因为盐酸具有        性。
（2）①在100 mL 18 mol·L－1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积为13.44 L，则参加反应的铜片的质量为        （选填序号）；
a．115.2 g        b．76.8 g      c．57.6 g        d．38.4 g
②若使上述①中反应剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，写出反应的离子方程式：        。
（3）工业制盐酸是以电解饱和氯化钠溶液为基础进行的，该电解过程中阳极的电极反应式为：         。

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