题目内容
【题目】硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等.
纯净的硅是从自然界中的石英矿石(主要成分为SiO2)中提取.高温下制取纯硅有如下反应(方法Ⅰ):
①SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)
②Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g)
③SiCl4(g)+2H2(g)→Si(s)+4HCl(g)
完成下列填空:
(1)硅原子核外有______ 种不同能级的电子,最外层p电子有______种自旋方向;SiO2晶体中每个硅原子与______个氧原子直接相连.
(2)单质的还原性:碳______硅(填写“同于”、“强于”或“弱于”).从平衡的视角而言,反应①能进行的原因是______.
(3)反应②生成的化合物分子空间构型为;该分子为______分子(填写“极性”或“非极性”).
(4)某温度下,反应②在容积为V升的密闭容器中进行,达到平衡时Cl2的浓度为a mol/L.然后迅速缩小容器容积到0.5V升,t秒后重新达到平衡,Cl2的浓度为b mol/L.则:a______b(填写“大于”、“等于”或“小于”).
(5)在t秒内,反应②中反应速率v(SiCl4)=______(用含a、b的代数式表示).
(6)工业上还可以通过如下反应制取纯硅(方法Ⅱ):
④Si(粗)+3HCl(g) SiHCl3(l)+H2(g)+Q(Q>0)
⑤SiHCl3(g)+H2(g)Si(纯)+3HCl(g)
提高反应⑤中Si(纯)的产率,可采取的措施有:______、______.
【答案】5 1 4 弱于 因为生成物CO为气态,降低CO的浓度,可使平衡正向移动 非极性 小于 mol/(Ls) 降低压强 升高温度(或及时分离出HCl等) .
【解析】
(1)硅原子电子排布式:1s22s22p63s23p2,核外有5种不同能级的电子,当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先占据不同轨道,而且自旋方向相同,最外层的p电子有1种自旋方向;SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个SiO共价键;故答案为:5;1;4;
(2)非金属性越强单质的氧化性越强,碳的还原性弱于硅;减少生成物CO的浓度,平衡正向移动;故答案为:弱于;因为生成物CO为气态,降低CO的浓度,可使平衡正向移动;
(3)四氯化硅是正四面体结构,SiCl4分子结构对称结构,属于非极性分子;故答案为:正四面体型;非极性;
(4)体积减小,压强增大,平衡正向移动,氯气的物质的量减小,但体积减小更大,浓度增大;故答案为:小于;
(5)氯气的反应速率,
;
(6)该反应正向为气体体积增大的反应,降低压强可使平衡正向移动;该反应为吸热反应,升高温度可使反应正向移动;及时分离出HCl,使生成物浓度降低,可使平衡正向移动,故答案为:降低压强;升高温度(或及时分离出HCl等)。
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【题目】在通风橱中进行下列实验:
步骤 | |||
现象 | Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色 | Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止 | Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡 |
下列说法不正确的是
A. I中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2=2NO2
B. II中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C. 对比I、II中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D. 针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
【题目】粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的,杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下:
经操作I得到粗胆矾,操作III得到精制胆矾。两步操作相同,具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。
已知:、
、
转化为相应氢氧化物时,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
开始沉淀时的pH | 2.7 | 7.6 | 5.2 |
完全沉淀时的pH | 3.7 | 9.6 | 6.4 |
(1)溶解、过滤需要用到玻璃棒,它的作用是________。
(2)写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式_______。(原溶液显酸性)。
(3)加稀氨水调节pH应调至范围______。下列物质可用来替代稀氨水的是___。(填字母)
A.NaOH B.Cu(OH)2C.CuO D.NaHCO3
(4)操作III析出胆矾晶体后,溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、________________。
(5)某学生用操作III所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定,数据记录如下表所示:
第一次实验 | 第二次实验 | |
坩埚质量(g) | 14.520 | 14.670 |
坩埚质量 | 17.020 | 18.350 |
第一次加热、冷却称量(g) | 16.070 | 16.989 |
第二次加热、冷却、称量(g) | 16.070 | 16.988 |
两次都无须再做第三次加热、冷却、称量,理由是______,该生此次实验的相对误差为__%(保留1位小数),产生实验误差的原因可能是___(填字母)。
A.加热前称量时坩埚未完全干燥 B.该胆矾中含有受热不分解的杂质
C.加热后坩埚放在干燥器中冷却 D.玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚