Question

（2011?佛山一模）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（主要成份为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂?2H₂O，工艺流程如下．

已知：①常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4．
②M （BaCO₃）=197g/mol，M（BaCl₂?2H₂O）=244g/mol
（1）SiCl₄水解反应的方程式为

SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl

．已知：
SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol  
SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol
则由SiCl₄制备硅的热化学方程式为

SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol

．
（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO₃转化为BaCl₂和

使Fe³⁺完全沉淀

．
（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是

Mg（OH）₂

．
（4）BaCl₂滤液经

蒸发浓缩

、

过滤

、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂?2H₂O．
（5）10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂?2H₂O

9.76

吨．

Answer 1

分析：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氢；将两个方程式相加即得则由SiCl₄制备硅的热化学方程式，注意焓变进行相应的改变；
（2）pH=3.4时，三价铁离子转化为氢氧化铁，当调节pH=7时能促使三价铁离子沉淀完全；  
（3）根据氢氧化铁和氢氧化镁完全沉淀所需溶液的pH值确定滤渣A的成分；
（4）根据从溶液中析出固体的方法分析解答；
（5）依据钡元素守恒计算得到．

解答：解：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氢，水解方程式为SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl，将方程式SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol和SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol相加得SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol，
故答案为：SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl；SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol；
（2）pH=3.4时，三价铁离子完全生成沉淀，使Fe³⁺完全沉淀；盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水，加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO₃转化为BaCl₂，同时使使Fe³⁺完全沉淀，
故答案为：使Fe³⁺完全沉淀；       
（3）当pH=3.4时，铁离子完全生成沉淀，当pH=12.4时，镁离子完全沉淀生成氢氧化镁，Mg（OH）₂，所以当pH=12.5时，滤渣A的成分是氢氧化镁，
故答案为：Mg（OH）₂；
（4）从溶液中制取固体的方法是：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤，
故答案为：蒸发浓缩；过滤；
（5）10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂?2H₂O质量Xt，
  BaCO₃～BaCl₂?2H₂O
   197          244

10t×78.8%      X
X=9.76t
故答案为：9.76．

点评：本题考查了制备实验方案的有关知识，难度不大，明确从溶液中制取固体的方法，是高考的热点，但多以选择或填空形式考查．