题目内容
6.从硅的氧化物可以制取硅单质,主要化学反应如下:粗硅的制取:SiO2(石英砂)+2C(焦炭)$\frac{\underline{\;高温\;}}{电炉}$Si(粗硅)+2CO↑
由粗硅制纯硅(常用方法):Si(粗)+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiCl4 SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si(纯)+4HCl
(1)根据上述信息,请补全制取纯硅的简易流程图:
(2)根据已有知识和上述信息,进行总结归纳:
①完成置换反应的通式:单质(I)+化合物(I)=单质(Ⅱ)+化合物(Ⅱ).
②填写下表:
| 单质(I) | 单质(Ⅱ) | 相应的置换反应的化学方程式(各一例) | |
| A | 金属 | 非金属 | Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ |
| B | 金属 | 金属 | Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag[单质(I)为铜] |
| C | 非金属 | 非金属 | SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑ |
| D | 非金属 | 金属 | H2+CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+H2O |
分析 (1)根据硅和氯气在高温的条件下反应生成四氯化硅进行分析;
(2)①根据置换反应是指由一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和一种化合物的反应进行分析;
②根据置换反应的条件书写化学方程式时,注意选择的单质要符合题目要求的种类.
解答 解:(1)在高温的条件下,粗硅能与氯气反应生成四氯化硅,所以![]()
(2)①因为SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si(纯)+4HCl,所以可知,单质(I)+化合物(I)=单质(Ⅱ)+化合物(Ⅱ);
②A、金属单质铁和稀盐酸反应能生成氯化亚铁和非金属单质氢气,化学方程式为:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
B、金属单质铜和硝酸银反应能生成相同和金属单质银,化学方程式为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;
C、非金属单质碳能和二氧化硅反应生成一氧化碳和非金属单质硅,化学方程式为:SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑;
D、非金属单质氢气能和氧化铜反应生成水和金属单质铜,故填:非金属,金属.
故答案为:(1)![]()
(2)①化合物(Ⅱ);
②
| 单质(I) | 单质(Ⅱ) | 相应的置换反应的化学方程式(各一例) | |
| A | |||
| B | Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag | ||
| C | 非金属 | 非金属 | SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑ |
| D | 非金属 |
点评 本题主要考查置换反应的含义和化学方程式的书写方法等方面的知识,书写化学方程式时一定要遵循质量守恒定律.
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11.请你参与某学习小组进行研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物).同时,他们还查阅到下列有关物质的溶解性:
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和CaCO3,可能含有Ca(OH)2和MgCO3.
【设计方案】(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,取上层清液加入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2.
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分.其主要实验步骤如下:
①按图1组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见图2曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.

讨论:
a.步骤①加入样品前还应检查装置的气密性.
b.研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有MgCO3,理由是即使50g水垢全部为CaCO3,产生CO2的质量应为22g,而实验测得生成的CO2质量>22g.
【实验结论】通过上述探究可知:水垢的主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3.
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物).同时,他们还查阅到下列有关物质的溶解性:
| 物 质 | Ca(HCO3)2 | Mg(HCO3)2 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | CaCO3 | MgCO3 |
| 溶解性 | 可溶 | 可溶 | 微溶 | 不溶 | 不溶 | 微溶 |
【设计方案】(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,取上层清液加入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2.
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分.其主要实验步骤如下:
①按图1组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见图2曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.
讨论:
a.步骤①加入样品前还应检查装置的气密性.
b.研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有MgCO3,理由是即使50g水垢全部为CaCO3,产生CO2的质量应为22g,而实验测得生成的CO2质量>22g.
【实验结论】通过上述探究可知:水垢的主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、MgCO3.
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