题目内容
【题目】高纯硅晶体是信息技术的重要材料。
（1）工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知反应过程的能量变化如下图
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式______________________________。
（2）某同学设计下列流程制备高纯硅：
①Y的化学式为____________________。
②写出反应I的离子方程式________________________________________。
③写出反应IV的化学方程式________________________________________。
④甲烷分解的温度远远高于硅烷（SiH4），用原子结构解释其原因______________________。
（3）将粗硅转化成三氯硅烷（SiHCl3），进一步反应也可以制得粗硅。其反应：SiHCl3(g)+H2(g)
Si(s)+3HCl(g)，不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比的变化关系如图所示。下列说法正确的是__________（填字母）。
A．该反应是放热反应
B．横坐标表示的投料比可以是
C．该反应的平衡常数随温度升高而增大
D．实际生产中为提高SiHCl3的利用率，可以适当增大压强
【答案】 SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) H=+638.4kJ/mol H2SiO3或H4SiO4 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O SiO2+4Mg
Mg2Si+2MgO 周期表中，硅中碳属于同主族，原子半径Si大于C，硅元素的非金属性弱于碳元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷 BC
【解析】（1）①Si(s)+O2(g)==SiO2(g) △H=-859.4kl/mol；②2C(s)+ O2(g)==2CO(g) △H=-221.0kl/mol；由②-①可得石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) H=+638.4kJ/mol；（2）①X为硅酸钠，则Y为硅酸，可写成H2SiO3或H4SiO4；②反应I的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；③镁与二氧化硅在高温条件下反应的化学方程式为：SiO2+4Mg
Mg2Si+2MgO；④甲烷分解的温度远远高于硅烷（SiH4）源于碳氢键与硅氢键的键能大小，周期表中，硅、碳属于同主族，原子半径Si大于C，硅元素的非金属性弱于碳元素，碳氢键的键能大于硅氢键的键能，硅烷的热稳定性弱于甲烷。（3）当投料比一定时时（画等投料比例线），随温度升高（T1大于T2大于T3），SiHCl3的平衡转化率增大，说明正反应是吸热反应，故A错误；增大氢气的浓度可提高SiHCl3的平衡转化率，B正确；因正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应的平衡常数增大，C正确；由于反应前气体分子数小于反应后气体分子数，增大压强，平衡逆向移动，SiHCl3的平衡转化率降低，D错误。答案选BC。
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【题目】下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是（ ）
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① | ② | ③ |
A. 由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B. 红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C. 由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D. ③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【题目】X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素，其原子半径及主要化合价如下：
元素代号 | X | Y | Z | M | Q | R |
原子半径/nm | 0.160 | 0.143 | 0.102 | 0.089 | 0.074 | 0.037 |
主要化合价 | +2 | +3 | +6，-2 | +2 | -2 | +1 |
（1）Z在元素中期表中的位置是______________________________。
（2）X、Y、Q各自形成简单离子，其中离子半径最大的是__________（填离子符号）。
（3）周期表中有些处于对角线（左上→右下）位置的元素，它们的单质及其化合物的性质相似，则M的氧化物与强碱溶液反应的离子方程式______________________________。
（4）Q和R按原子个数比1:1组成的化合物甲是一种“绿色”氧化剂。
①甲中所含共价键类型是____________________。
②空气阴极法电解制备甲的装置如图所示。在碱性溶液中，利用空气中的氧气还原得到甲和稀碱的溶液。图中a是__________极，阴极的电极反应式是____________________。
【题目】某小组利用如图装置，用苯与溴在FeBr3催化作用下制备溴苯：
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/°C | 80 | 59 | 156 |
水中溶解性 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
实验过程：在a中加入15mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴。反应剧烈进行。反应停止后按如下流程分离提纯产品：
（1）烧瓶中有大量红棕色蒸气，试管d中的现象是：①______________；② 蒸馏水逐渐变成黄色。c的作用是___________________________________。
（2）分离提纯时，操作Ⅰ为______________，操作Ⅱ为_________________。
（3）“水洗”需要用到的玻璃仪器是_________、烧杯，向“水洗”后所得水相中滴加KSCN溶液，溶液变红色。推测水洗的主要目的是除去__________________。
（4）“NaOH溶液洗”时反应的化学方程式是________________________。
（5）已知苯与溴发生的是取代反应，推测反应后试管d中液体含有的两种大量离子是H+和Br－，设计实验方案验证推测。（限选试剂：Mg、CCl4、AgNO3aq、H2O）
实验步骤 | 预期现象 | 结论 |
步骤1：将试管d中液体转入分液漏斗， __________________________________，将所取溶液等分成两份，置于A、B两试管中，进行步骤2、3。 | ||
步骤2： 。 | 证明有 存在 | |
步骤3： 。 | 证明有 存在 |