8.氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷,在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途.工业上有多种方法来制备氮化硅,常见的方法有:
(1)在1 300-l 400℃时,高纯粉状硅与纯氮气化合,其反应方程式为3Si+2N2$\frac{\underline{\;1300~1400℃\;}}{\;}$Si3N4
(2)在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl.
①已知:25℃,101kPa条件下的热化学方程式:
3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s)△H=-750.2kJ/mol
Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g)△H=-609.6kJ/mol
1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)△H=-92.3kJ/mol
四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式为3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)=Si3N4(g)+12HCl(g)△H=-29.0kJ/mol.
②工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如图1:
已知:X,高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色.上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu?不能(填“能”或“不能”).写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式.阳极:Cu-2e-=Cu2+;阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(3)由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如图2所示
①石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学方程式表示其原因:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O.
②图2示I-V的变化中,属于氧化还原反应的是I、Ⅱ.
③SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解,产生白雾,军事工业中用于制造烟雾剂.SiCl4水解的化学方程式为SiCl4+3H2O=4HCl↑+H2SiO3↓.
④在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成Si(NH24和一种气体HCl(填分子式);在反应V中Si(NH24受热分解,分解后的另一种产物的分子式为NH3
7.高纯硅晶体是信息技术的重要材料.
(1)在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是B(填字母).
A.过渡元素区域           B.金属和非金属元素的分界线附近
(2)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅.已知(如图1):写出用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=+638.4 kJ/mol.
(3)某同学设计下列流程制备高纯硅(图3):
①Y的化学式为H2SiO3
②写出反应Ⅰ的离子方程式SiO2+2OH-=SiO32-+H2O.
③写出反应Ⅳ的化学方程式SiO2+4Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg2Si+2MgO.
④步骤Ⅵ中硅烷(SiH4)分解生成高纯硅,已知甲烷分解的温度远远高于硅烷,用原子结构解释其原因是周期表中,硅和碳属于同主族,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.
(4)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(反应初始时各反应物的物质的量之比)的变化关系如图2所示.下列说法正确的是BC(填字母).
A.该反应是放热反应
B.横坐标表示的投料比应该是$\frac{n({H}_{2})}{n(SiHC{l}_{3})}$
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.
5.锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途.已知:Sn的熔点为231℃;Sn2+易水解、易被氧化;SnCl4极易水解、熔点为-33℃、沸点为114℃.请按要求回答下列相关问题:
(1)元素锡比同主族碳的周期数大3,锡的原子序数为50.
(2)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定:
①取1.19g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+
②加入过量的Fe2(SO43
③用0.1000mol/L K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价),消耗20.00mL.步骤②中加入Fe2(SO43的作用是将Sn2+全部氧化为Sn4+;此锡粉样品中锡的质量分数:60%.
(3)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下:

①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:防止Sn2+被氧化及调节溶液pH.
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒.
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:Sn2++2HCO3-=SnO↓+2CO2↑+H2O.
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是取最后一次滤液少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀,证明已洗净.
⑤步骤Ⅴ操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥.
(4)SnCl4蒸气遇氨及水汽呈浓烟状,因而可制作烟幕弹,其反应的化学方程式为SnCl4+4NH3+4H2O=Sn(OH)4+4NH4Cl.
实验室欲用如图制备少量SnCl4 (夹持装置略),该装置存在明显缺陷,改进方法是在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶.
利用改进后的装置进行实验,当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯,反应仍可持续进行的理由是熔融锡与氯气化合的反应是放热反应,且放出的热足够此反应持续进行.
4.实验室用Na2Cr2O7氧化环己醇制取环己酮(已知该反应为放热反应):

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表(括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的 混合物的沸点.):
物质沸点(  )密度(g.cm-3,20)溶解性
环己醇161.1(97.8)0.9624能溶于水和乙醚
环己酮155.6(95)0.9478微溶于水,能溶于乙醚
100.00.9982 
实验装置如图所示:

实验步骤如下:
①将重铬酸钠溶液与浓硫酸混合,冷却至室温备用;
②在三颈烧瓶中加入20.0环己醇,并将①中溶液分三次加入三颈烧瓶.控制温度在55℃~60℃之间,充分反应;
③打开活塞a.加热圆底烧瓶,当有大量水蒸气冲出时,关闭活塞a;
④向锥形瓶收集到的粗产品中加入NaCl固体至饱和,静置,分液;
⑤水层用乙醚萃取,萃取液并入有机层;
⑥有机层再加入无水MgSO4固体并过滤,取滤液蒸馏,先除去乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧),然后收集151℃~155℃馏分.
   根据以上步骤回答下列问题:
(1)仪器b的名称是分液漏斗,步骤①的操作方法是将浓硫酸缓慢加入重铬酸钾溶液中,并不断搅拌.
(2)将①中溶液分三次加入三颈瓶的原因是防止温度过高发生副反应.
(3)步骤③实验操作的目的是水蒸气与环己酮形成的具有固定组成的混合物,蒸馏出产品环己酮,实验过程中要经常检查圆底烧瓶中玻璃管内的水位,当水位上升过高时,应立即进行的操作是打开活塞a.
(4)步骤④中分液时有机层在上(填“上”或“下”)层,蒸馏除乙醚的过程中最好采用的加热方式是水浴加热.
(5)本实验得环己酮12.0g,则环己酮的产率是61.2%.
 0  169456  169464  169470  169474  169480  169482  169486  169492  169494  169500  169506  169510  169512  169516  169522  169524  169530  169534  169536  169540  169542  169546  169548  169550  169551  169552  169554  169555  169556  169558  169560  169564  169566  169570  169572  169576  169582  169584  169590  169594  169596  169600  169606  169612  169614  169620  169624  169626  169632  169636  169642  169650  203614 

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