题目内容
(14分)硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
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(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是 。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是 。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是 。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1:400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)
Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1 <0
反应2:756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)
Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2 <0
反应3:907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g)
Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3 <0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是 。
③ 已知Zn(l)==Zn(g) ΔH = +116 KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
(10分)某废水中可能含有下列离子中的若干种:
Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-。现进行如下实验:
Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化。
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成。过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。
请回答下列问题:
(1)该废水一定含有的离子是________。
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是___________。
(3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀,调整滤液的pH为10.7左右时,加入铝粉,反应产生氨气和氮气的体积比为1: 4,其离子方程式为Al+NO3-+OH-―→AlO2-+NH3+N2+H2O(未配平)。还原产物是________。若除去0.2 mol NO3-,要消耗铝________g。
(4)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。下列处理措施和方法中正确的是________。
选项 | 污染物 | 处理措施 | 方法类别 |
A | 碱性的废水 | 用CO2中和 | 化学法 |
B | Cu2+等重金属离子 | 加硫酸盐沉降 | 化学法 |
C | 含复杂有机物的废水 | 通过微生物代谢 | 物理法 |
D | 废酸 | 加生石灰中和 | 化学法 |