Question

8．石墨烯是“新材料之王”
I．工业上制备纯硅的一种流程如下
SiO₂$→_{高温}^{①C}$Si（粗）$→_{300℃}^{②HCl}$SiHCl₃$→_{1000℃-1100℃}^{③过量H_{2}}$Si（纯）
（1）步骤②经过冷凝得到的SiHCl₃中含有少量的SiCl₄和HCl，采用蒸馏来提纯SiHCl₃，蒸馏属于物理变化（填“物理变化”或“化学变化”）
（2）上述反应都是置换反应，流程中可循环使用的物质有H₂和HCl（填化学式）
Ⅱ．石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，微观结构示意图如图所示；石墨烯是导电导热性能很强的一种新材料，最有潜力成为硅的替代品．
（1）下列叙述正确的是a（填序号）
a．石墨烯是单质 b．石墨烯是化合物 c．石墨烯不导电
（2）将甲烷（CH₄）在镍或铜等金属基体上高温分解，碳原子会沉积吸附在金属表面连续生长成石墨烯．写出该反应的化学方程式CH₄$\frac{\underline{\;镍或铜\;}}{高温}$C+2H₂．

Answer 1

分析 由题目的信息可知：蒸馏没有新物质生成，属于物理变化；上述流程中化学反应①②③中，反应②产生的氢气可供反应③使用，反应③生成的氯化氢气体可供反应②使用，因此氢气和氯化氢气体可循环利用．石墨烯是只有碳元素组成的单质，石墨烯是导电导热性能很强的一种新材料；甲烷（CH₄）在镍或铜等金属基体上高温分解，碳原子会沉积吸附在金属表面连续生长成石墨烯和氢气，配平即可．

解答 解：Ⅰ（1）蒸馏没有新物质生成，属于物理变化，故答案为：物理变化；
（2）上述流程中化学反应①②③中，反应②产生的氢气可供反应③使用，反应③生成的氯化氢气体可供反应②使用，因此氢气和氯化氢气体可循环利用；故答案为：H₂和HCl；
Ⅱ解：（1）石墨烯是只有碳元素组成的单质，石墨烯是导电导热性能很强的一种新材料；故答案为：a；
（2）甲烷（CH₄）在镍或铜等金属基体上高温分解，碳原子会沉积吸附在金属表面连续生长成石墨烯和氢气，配平即可；故答案为：CH₄$\frac{\underline{\;镍或铜\;}}{高温}$C+2H₂；

点评 本题考查混合物的分离、物质的制备、性质、化学方程式的书写等，综合性比较强，要加强理解，综合应用．