16.高纯晶体硅是信息技术的关键材料.
(1)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅.已知:图1、图2请将以下反应的热化学方程式补充完整:SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g)△H=+638.4 kJ•mol-1
(2)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4),硅烷分解生成高纯硅.已知硅烷的分解温度远低于甲烷,用原子结构解释其原因:C和Si最外层电子数相同,C原子半径小于Si.
(3)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3),进一步反应也可制得高纯硅.
①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响.根据下表数据,
可用蒸馏(或分馏)方法提纯SiHCl3
物质SiHCl3SiCl4AsCl3
沸点/℃32.057.5131.6
②用SiHCl3制备高纯硅的反应为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(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如图3所示.
下列说法正确的是ac(填字母序号).
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是n(SiHCl3)/n( H2
c.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,应适当升高温度
③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供,氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽(如图4所示),其中进入阳极室的溶液是精制的饱和食盐水,b电极上的电极反应式是2H++2e-═H2↑.
(4)二氧化硅大量用于生产玻璃.工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283kg在高温下完全反应时放出CO2 44kg,生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3•CaSiO3•xSiO2表示,则其中x=4.
10.某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀(可能含有CuO、CuS、Cu2S,其中CuS和 Cu2S不溶于稀盐酸、稀硫酸)进行探究,实验步骤如下:
Ⅰ.将光亮铜丝插人浓硫酸,加热;
Ⅱ.待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;
Ⅲ.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用.
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ产生气体的化学式为SO2
(2)向含微量 Cu2+试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,能产生红褐色沉淀.现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中,充分振荡以后,再滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀,由此所得结论是黑色沉淀不含CuO.
(3)为证明黑色沉淀含有铜的硫化物,进行如下实验:
 装置 现象 结论及解释
  ①A试管中黑色沉淀逐渐溶解
②A试管上方出现红棕色气体
③B试管中出现白色沉淀
 a.现象②说明褐色沉淀具有
还原性.
b.试管B中产生白色沉淀的总反应的离子方程式为
NO2+SO2+Ba2++H2O=BaSO4↓+NO+2H+
(4)CuS固体能溶于热的浓硫酸,请用有关平衡移动原理加以解释:CuS存在溶解平衡CuS(s)?Cu2+(aq)+S2-(aq),热的浓硫酸将S2-氧化,使S2-浓度减小,促进上述平衡向正向移动,使CuS溶解.
(5)为测定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量,取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀,在酸性溶液中用 40.0mL 0.075mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,过量的高锰酸钾溶液恰好与35.0mL 0.1mol/L (NH42Fe(SO42 溶液反应完全.则混合物中Cu2S 的质量分数为40%.
 0  168640  168648  168654  168658  168664  168666  168670  168676  168678  168684  168690  168694  168696  168700  168706  168708  168714  168718  168720  168724  168726  168730  168732  168734  168735  168736  168738  168739  168740  168742  168744  168748  168750  168754  168756  168760  168766  168768  168774  168778  168780  168784  168790  168796  168798  168804  168808  168810  168816  168820  168826  168834  203614 

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