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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;
② BaCO3的相对分子质量是197; BaCl2 ? 2H2O的相对分子质量是244;
(1)SiCl4发生水解反应的化学方程式__________________________________
(2)高温下,SiCl4 (g) 用H2还原可制取纯度很高的硅,当反应中有1mol电子转移时吸收
59 kJ热量,则该反应的热化学方程式为__________________________________
(3)加钡矿粉调节pH=7的作用是:
①使BaCO3转化为BaCl2     ②_______________________________
(4)生成滤渣A的离子方程式________________________________________
(5)BaCl2滤液经__________、_________、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2 ? 2H2O
(6)10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2 ? 2H2O___________吨。

(1)SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl (2分,写成H2SiO3且配平可给1分)
(2)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) △H= +236 kJ/mol  (2 分)
(3)使Fe3+ 完全沉淀 (1分)   
(4)Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓( 1分)
(5)蒸发浓缩,降温结晶(2分)    
(6)9.76 (2 分) 

解析试题分析:(3)常温下Fe3+、Mg2+ 完全沉淀的pH分别是3.4、12.4,加钡矿粉调节pH=7的另一作用为使Fe3+ 完全沉淀
(6)反应关系式为
BaCO3~BaCl2·2H2O
197        244
10×78.8%     m
m==9.76吨
考点:考查实验基本操作、反应热、计算等相关知识。

练习册系列答案
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已知:BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)工业上以重晶石矿(主要成分BaSO4,杂质为Fe2O3、SiO2)为原料,通过下列流程生产氯化钡晶体(BaCl2·nH2O)。

回答下列问题:
(1)不溶物A的化学式是_________;若在实验室进行焙烧时,所产生的气体的处理方法是       
a.用NaOH溶液吸收       b.用浓硫酸吸收      c.点燃
(2)用单位体积溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度,可以用g/L表示,现用38%的浓盐酸配制含溶质109.5g/L的稀盐酸500mL,所需要的玻璃仪器除了玻璃棒还有                           
(3)沉淀反应中所加的试剂R可以是下列试剂中的                
a.NaOH溶液    b.BaO固体      c.氨水       d.生石灰
证明沉淀已经完全的方法是________________________________________________________。
(4)设计一个实验确定产品氯化钡晶体(BaCl2·nH2O)中的n值,完善下列实验步骤:
①称量样品②_______ ③置于_________(填仪器名称)中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。
恒重操作是指____________________________________________                   _;
第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是                                  
(5)将重晶石矿与碳以及氯化钙共同焙烧,可以直接得到氯化钡,该反应的化学方程为
BaSO4+ 4C+CaCl24CO + CaS+ BaCl2。请你完善下列从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体的实验流程的设计(已知硫化钙不溶于水,易溶于盐酸)。

(方框内填写操作名称)

高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:

(1)加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是                                                                    
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4     Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。

工业生产中最佳温度为    ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为    
(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用       溶液(填序号)。

A.H2OB.CH3COONa、异丙醇C.NH4Cl、异丙醇D.Fe(NO3)3、异丙醇
(5)K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,还能除去水体中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。根据污染物的实际情况向水中加入适量的K2FeO4将污染物转化为无污染的物质,试写出K2FeO4处理含有NH3污水时与NH3反应的离子方程式                                  

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