Question

15．（1）工业上，锌还原法精炼硅的生产工艺简易流程如图：
（2）过程Ⅱ中的氯气若来自于以惰性材料为电极电解熔融盐MCl，写出阴极的电极反应式：M⁺+e^-=M
（3）SiCl₄易挥发，遇水产生白雾．工业上用浓NaOH溶液吸收尾气中SiCl₄，写出该反应的化学方程式：SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O
为了充分干燥和操作安全，工业干燥氯气采用的操作是：先将90℃的潮湿氯气冷却至12℃，然后，通入浓硫酸中．这样操作的主要优点是①②（填序号）
①降低干燥过程中浓硫酸的温度；②提高浓硫酸的干燥效率；③降低氯气对环境污染
（4）某工厂设计三种方案实验过程Ⅲ：
方案1：400～756℃，SiCl₄+2Zn（1）?Si（s）+2ZnCl₂（1）△H₁＜0
方案2：756～907℃，SiCl₄+2Zn（1）?Si（s）+2ZnCl₂（g）△H₂＜0
方案3：907～1410℃，SiCl₄+2Zn（1）?Si（s）+2ZnCl₂（g）△H₃＜0
下列有关三种方案说法正确的是BC
A．升高温度，化学反应速率和平衡常数都会增大
B．为了获得无水、无氧环境，都可以用氮气作保护气
C．工业上，可以用氢气、镁等还原剂替代锌还原四氯化硅
D．增大压强，能提高反应的速率和四氯化硅的转化率．

Answer 1

分析 （2）过程Ⅱ中的氯气若来自于以惰性材料为电极电解熔融盐MCl，电解过程中阴极上M⁺离子得电子生成M；
（3）SiCl₄易挥发，遇水产生白雾，说明SiCl₄与水反应生成硅酸与氯化氢，所以工业上用浓NaOH溶液吸收尾气中SiCl₄，可以生成氯化钠、硅酸钠，根据元素守恒书写化学方程式；将90℃的潮湿氯气冷却至12℃，可以使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，保持浓硫酸持续的吸水性，同时降低放出的热量；
（4）A．三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数会减小；
B．为了获得无水、无氧环境，都可以用氮气作保护气；
C．氢气、镁都具有还原性，可以用氢气、镁等还原剂替代锌还原四氯化硅；
D．方案2、方案3中的反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，四氯化硅的转化率下降；

解答 解：（2）过程Ⅱ中的氯气若来自于以惰性材料为电极电解熔融盐MCl，电解过程中阴极上M⁺离子得电子生成M，阴极的电极反应式为M⁺+e^-=M，
故答案为：M⁺+e^-=M；
（3）SiCl₄易挥发，遇水产生白雾，说明SiCl₄与水反应生成硅酸与氯化氢，所以工业上用浓NaOH溶液吸收尾气中SiCl₄，可以生成氯化钠、硅酸钠，化学方程式为SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O，将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入浓H₂SO₄中，可使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水，保持浓硫酸持续的吸水性，同时降低放出的热量，故选①②，
故答案为：SiCl₄+6NaOH=Na₂SiO₃+4NaCl+3H₂O；①②；
（4）A．三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数会减小，故A错误；
B．为了获得无水、无氧环境，都可以用氮气作保护气，故B正确；
C．氢气、镁都具有还原性，可以用氢气、镁等还原剂替代锌还原四氯化硅，故C正确；
D．方案2、方案3中的反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，四氯化硅的转化率下降，故D错误；
故选BC．

点评 本题考查了硅的制备方案设计、硅及其化合物的性质及化学平衡相关知识等，掌握平衡移动原理的运用，掌握硅及其化合物的性质是解答的关键，难度中等，侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力．