题目内容
多晶硅是太阳能光伏产业的重要原材料。
(1)由石英砂可制取粗硅，其相关反应的热化学方程式如下：
SiO2(s)＋C(s)=SiO(g)＋CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
2SiO(g)=Si(s)＋SiO2(s) ΔH＝b kJ·mol－1
①反应SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
②SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时，SiO与NaOH溶液反应(产物之一是硅酸钠)的化学方程式为________________________________。
(2)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3，经提纯后再用H2还原：
SiHCl3(g)＋H2(g)
Si(s)＋3HCl(g)。
不同温度及不同
时，反应物X的平衡转化率关系如图所示。
①X是________(填“H2”或“SiHCl3”)。
②上述反应的平衡常数K(1 150 ℃)________K(950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。
①用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图所示，电解时阳极的电极反应式为_________________________________________。
②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料，它可由SiH4与NH3混合气体进行气相沉积得到，已知Y中Si的质量分数为60%，Y的化学式为________。
(1)①2a＋b ②SiO＋2NaOH=Na2SiO3＋H2↑
(2)①SiHCl3 ②>
(3)①Si＋4H＋－4e－=SiH4↑ ②Si3N4
【解析】 (1)①反应SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)可由第一个反应×2＋第二个反应得到，则ΔH＝(2a＋b)kJ·mol－1。②根据产物有硅酸钠及质量守恒得到反应的化学方程式为SiO＋2NaOH=Na2SiO3＋H2↑。(2)①根据图像，在温度不变的情况下，
增大，X的平衡转化率增大，则X是SiHCl3。②当一定时，升高温度，SiHCl3的平衡转化率增大，则表明化学平衡常数K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①电解时阳极发生氧化反应，粗硅失去电子，结合H－生成SiH4气体，则电极反应式为Si＋4H－－4e－=SiH4↑。②Si、N元素组成的化合物中Si的质量分数为60%，则
，即化学式为Si3N4。
利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。
(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需_______________________ _。
(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_____________________________
______________________________________________________(答出两点)。
(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O72—，写出此反应的离子方程式：_____________________________________________________________。
(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：
阳离子 | Fe3＋ | Mg2＋ | Al3＋ | Cr3＋ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | － | － | － |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72—转化为CrO42—。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：__________________________________________________。