题目内容

15．硅是无机非金属材料的主角，硅芯片的使用，促进了信息技术的革命．
（1）陶瓷、水泥和玻璃都属于传统硅酸盐材料．其中，生产普通玻璃的主要原料除了SiO2、Na2CO3外还CaCO3．玻璃制作过程中发生了Na2CO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2的反应，碳酸酸性强于硅酸，但为什么该反应可在高温下发生？高温下Na2SiO3的稳定性比Na2CO3强．
（2）工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：

①请写出反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式：ⅡSi+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl3+H2、ⅢSiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl；
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，所含有的其它物质的沸点数据如下表：
物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4
沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9
提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和分馏（相当于多次蒸馏）．沉降是为了除去Si；在空气中冷凝所得液体主要含有SiCl4、SiHCl3；若在实验室进行分馏提纯液体，应该采取以下加热方法中的D；
A．电炉加热     B．酒精灯加热    C．砂浴加热    D．水浴加热
③SiHCl3极易水解，其完全水解时的反应方程式为SiHCl3+4H2O=H4SiO4+H2↑+3HCl．

分析 （1）生产普通玻璃的主要原料有：SiO2、Na2CO3以及CaCO3；反应向生成更稳定物质的方向进行；
（2）①石英砂与焦炭反应得到Si与CO，粗硅与HCl反应得到SiHCl3与氢气，最后再用氢气还原SiHCl3得到高纯度硅；
②沉降除去高沸点的硅，在空气中冷凝所得液体的沸点应高于空气的沸点，主要沸点相对较高的SiCl4、SiHCl3，二者沸点均低于水的沸点，可以利用水浴加热；
③SiHCl3极易水解，其完全水解生成原硅酸、氢气与HCl．

解答 解：（1）生产普通玻璃的主要原料有：SiO2、Na2CO3以及CaCO3；碳酸酸性强于硅酸，但高温下二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠与二氧化碳，说明高温下Na2SiO3的稳定性比Na2CO3强，
故答案为：CaCO3；高温下Na2SiO3的稳定性比Na2CO3强；
（2）①石英砂与焦炭反应得到Si与CO，粗硅与HCl反应得到SiHCl3与氢气，最后再用氢气还原SiHCl3得到高纯度硅，反应Ⅱ的化学方程式为：Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl3+H2，反应Ⅲ的化学方程式：，
故答案为：Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl3+H2；SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl；
②沉降除去高沸点的硅，在空气中冷凝所得液体的沸点应高于空气的沸点，主要沸点相对较高的SiCl4、SiHCl3，二者沸点均低于水的沸点，可以利用水浴加热，受热均匀，
故答案为：Si；SiCl4、SiHCl3；D；
③SiHCl3极易水解，其完全水解生成原硅酸、氢气与HCl，反应方程式为：SiHCl3+4H2O=H4SiO4+H2↑+3HCl，
故答案为：SiHCl3+4H2O=H4SiO4+H2↑+3HCl．

点评 本题是对化学技术的考查，涉及硅酸盐工业、硅的制备与提纯，注意对基础知识的理解掌握．

练习册系列答案
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5．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期序数与主族序数相等，
请回答下列问题：
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（4）原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
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6．现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大．请根据下列相关信息，回答问题：
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10．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（　　）
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7．硝酸钱可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等，工业制取硝酸钱的工艺流程如图1：

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方法一：碱性溶液吸收法
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；
2NO2+N2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
方法二：NH3还原法
8NH3（g）+6NO2（g）═7N2（g）+12H2O（g）△H=-2635kJ．mol-1（NO也有类似的反应）
方法三：甲烷吸收法
CH4（g）+2NO2（g）═CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）△H=+867kJ．mol-1（NO也有类似的反应）
上述三种方法中，方法一的主要缺点是单独的NO不能被吸收
方法三和方法二相比，方法三的缺点是耗能高
（4）工业上也可以通过电解NO制备NH4N03，其工作原理如图2所示．
①图中通入NH3的目的是使电解产物全部转化为NH4NO3
②若维持电流强度为3A，电解2小时，理论上可制得NH4NO3的最大质量为6.0g．（已知F=96500C•mol一l）
（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．己知：NH3制NO的产率是94%，NO制HNO3的产率是89%，则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其他损耗）的百分比为54.4%．
4．如图是某市自来水厂对天然水进行处理的过程

（1）沉淀池中需加入凝聚剂（或混凝剂），目的是吸附水中悬浮颗粒并使之沉降
（2）图中的“加杀菌消毒剂”可以是液氯或臭氧（写出一种常用杀菌消毒剂的名称），其原理是利用这类物质的氧化性（填“氧化性”或“还原性”）
（3）自来水厂的水源常被污染，下列选项中不会导致水污染的是①（填标号）
①生活污水经处理后排放　　　　　　　　②不合理使用农药、化肥
③工业生产中废渣任意堆放　　　　　    ④石油运输过程中原油泄露流入江河．
5．已知：：①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1
②Na2O2（s）+CO2（g）═Na2CO3（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）△H=-226kJ•mol-1
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（　　）
A．Na2O2（s）与CO2（g）反应时，放出226kJ热量
B．CO的燃烧热为△H=-566kJ/mol
C．CO（g）与Na2O2 （S）反应的热化学方程式为：Na2O2（s）+CO（g）═Na2CO3（s）△H=-509kJ•mol-1
D．2Na2O2（s）+2CO2（g）═2Na2CO3（s）+O2（g）△H=-452kJ•mol-1

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