题目内容

【题目】硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等.

纯净的硅是从自然界中的石英矿石(主要成分为SiO2)中提取.高温下制取纯硅有如下反应(方法Ⅰ):

①SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)

②Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g)

③SiCl4(g)+2H2(g)→Si(s)+4HCl(g)

完成下列填空:

(1)硅原子核外有______ 种不同能级的电子,最外层p电子有______种自旋方向;SiO2晶体中每个硅原子与______个氧原子直接相连.

(2)单质的还原性:碳______硅(填写“同于”、“强于”或“弱于”).从平衡的视角而言,反应①能进行的原因是______.

(3)反应②生成的化合物分子空间构型为;该分子为______分子(填写“极性”或“非极性”).

(4)某温度下,反应②在容积为V升的密闭容器中进行,达到平衡时Cl2的浓度为a mol/L.然后迅速缩小容器容积到0.5V升,t秒后重新达到平衡,Cl2的浓度为b mol/L.则:a______b(填写“大于”、“等于”或“小于”).

(5)在t秒内,反应②中反应速率v(SiCl4)=______(用含a、b的代数式表示).

(6)工业上还可以通过如下反应制取纯硅(方法Ⅱ):

④Si(粗)+3HCl(g) SiHCl3(l)+H2(g)+Q(Q>0)

⑤SiHCl3(g)+H2(g)Si(纯)+3HCl(g)

提高反应⑤中Si(纯)的产率,可采取的措施有:______、______.

【答案】5 1 4 弱于 因为生成物CO为气态,降低CO的浓度,可使平衡正向移动 非极性 小于 mol/(Ls) 降低压强 升高温度(或及时分离出HCl等) .

【解析】

(1)硅原子电子排布式:1s22s22p63s23p2,核外有5种不同能级的电子,当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先占据不同轨道,而且自旋方向相同,最外层的p电子有1种自旋方向;SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个SiO共价键;故答案为:5;1;4;

(2)非金属性越强单质的氧化性越强,碳的还原性弱于硅;减少生成物CO的浓度,平衡正向移动;故答案为:弱于;因为生成物CO为气态,降低CO的浓度,可使平衡正向移动;

(3)四氯化硅是正四面体结构,SiCl4分子结构对称结构,属于非极性分子;故答案为:正四面体型;非极性;

(4)体积减小,压强增大,平衡正向移动,氯气的物质的量减小,但体积减小更大,浓度增大;故答案为:小于;

(5)氯气的反应速率,;

(6)该反应正向为气体体积增大的反应,降低压强可使平衡正向移动;该反应为吸热反应,升高温度可使反应正向移动;及时分离出HCl,使生成物浓度降低,可使平衡正向移动,故答案为:降低压强;升高温度(或及时分离出HCl等)。

练习册系列答案
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【题目】粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的,杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下:

经操作I得到粗胆矾,操作III得到精制胆矾。两步操作相同,具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。

已知:、、转化为相应氢氧化物时,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:

开始沉淀时的pH

2.7

7.6

5.2

完全沉淀时的pH

3.7

9.6

6.4

(1)溶解、过滤需要用到玻璃棒,它的作用是________。

(2)写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式_______。(原溶液显酸性)。

(3)加稀氨水调节pH应调至范围______。下列物质可用来替代稀氨水的是___。(填字母)

A.NaOH B.Cu(OH)2C.CuO D.NaHCO3

(4)操作III析出胆矾晶体后,溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、________________。

(5)某学生用操作III所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定,数据记录如下表所示:

第一次实验

第二次实验

坩埚质量(g)

14.520

14.670

坩埚质量晶体质量(g)

17.020

18.350

第一次加热、冷却称量(g)

16.070

16.989

第二次加热、冷却、称量(g)

16.070

16.988

两次都无须再做第三次加热、冷却、称量,理由是______,该生此次实验的相对误差为__%(保留1位小数),产生实验误差的原因可能是___(填字母)。

A.加热前称量时坩埚未完全干燥 B.该胆矾中含有受热不分解的杂质

C.加热后坩埚放在干燥器中冷却 D.玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚

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