摘要:13.工业上可用下列反应来制取纯硅: 反应①:Si=SiHCl3(l)+H2(g) 反应②:SiHCl3(l)+H2 假设在每一轮次的投料生产中.硅元素无损失.反应①中HCl的利用率为60%.反 应②中H2的利用率为80%.则下一轮次的生产中.需补充投入HCl 和H2的体积比为 A. 4 ︰1 B. 8︰1 C. 2︰3 D. 3︰5

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(2012?长宁区一模)Ⅰ.工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅.
(1)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
③①②
③①②
(填序号)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为
.(填序号)(①饱和Na2CO3溶液  ②饱和K2CO3溶液  ③75%乙醇 ④四氯化碳)
(2)如图是离子交换膜(允许钠离子通过,不允许氢氧根与氯离子通过)法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是
氯气
氯气
;NaOH溶液的出口为
a
a
(填字母);精制饱和食盐水的进口为
d
d
(填字母);干燥塔中应使用的液体是
浓硫酸
浓硫酸


Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注.
(1)SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为
SiCl4+2H2+O2
 高温 
.
 
SiO2+4HCl
SiCl4+2H2+O2
 高温 
.
 
SiO2+4HCl

(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为
0.351
0.351
kg.
(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
e
e
(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置
d
d
(填代号).
可选用制备气体的装置:

(4)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气
134.4
134.4
m3(标准状况).(忽略可能存在的其他反应)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
PH 3.2 5.2 12.4
Ⅲ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
适当提高反应温度、增加浸出时间
适当提高反应温度、增加浸出时间
(要求写出两条).
(2)滤渣I的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

Mg(ClO32在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO32+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示:

(3)将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO32.简述可制备Mg(ClO32的原因:
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO32的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO32的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;

(4)按题(3)中条件进行制备实验.在冷却降温析出Mg(ClO32过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
.除去产品中该杂质的方法是:
重结晶
重结晶
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(I)多项选择题(6分)
化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列做法中正确的是__________。

A.研制乙醇汽油(汽油中添加一定比例乙醇)技术,不能降低机动车尾气中有害气体排放
B.工业上用石灰乳对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫,最终能制得石膏
C.为了有效的发展清洁能源,采用电解水的方法大量制备H2
D.世博停车场安装催化光解设施,可将汽车尾气中CO和NOx反应生成无毒气体
E.利用化学反应原理,设计和制造新的药物
(II)(14分)
浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,蕴藏着丰饶的矿产,是宝贵的化学资源,下图是海水加工的示意图,根据下图回答问题。

(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有                 (写出两种)。
(2)下图是从浓缩海水中提取溴的流程图。写出下图中①②的化学式:①      ,②      ,吸收塔中发生的化学反应方程式为                        

(3)制备金属镁是通过电解熔融的MgC12,而不用MgO,其原因是             
(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和C12。海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是                 。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,离子交换膜的作用是              
(5)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:3 SiCl4(g)+2 H2(g)+Si(g) 4 SiHCl3(g)。达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于氯碱工业,理论上需消耗纯NaCl的质量为       kg。

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I)多项选择题(6分)

化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列做法中正确的是__________。

A.研制乙醇汽油(汽油中添加一定比例乙醇)技术,不能降低机动车尾气中有害气体排放

B.工业上用石灰乳对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫,最终能制得石膏

C.为了有效的发展清洁能源,采用电解水的方法大量制备H2

D.世博停车场安装催化光解设施,可将汽车尾气中CO和NOx反应生成无毒气体

E.利用化学反应原理,设计和制造新的药物

II)(14分)

浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,蕴藏着丰饶的矿产,是宝贵的化学资源,下图是海水加工的示意图,根据下图回答问题。

(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有                  (写出两种)。

(2)下图是从浓缩海水中提取溴的流程图。写出下图中①②的化学式:①       ,②       ,吸收塔中发生的化学反应方程式为                        

(3)制备金属镁是通过电解熔融的MgC12,而不用MgO,其原因是             

(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和C12。海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是                  。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,离子交换膜的作用是              

(5)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:3 SiCl4(g)+2 H2(g)+Si(g) 4 SiHCl3(g)。达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于氯碱工业,理论上需消耗纯NaCl的质量为        kg。

 

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(1)二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,被誉为“二十一世纪的新能源”。工业上制二甲醚是在一定的温度(230-280℃)、压强(2-10MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g);△H=-90.7 kJ/mol;
2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g);△H= -23.5 kJ/mol;
CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H=-41.2kJ/mol。
反应器中的总反应可表示为:3CO(g)+ 3H2(g)CH3OCH3(g) +CO2(g),则该反应的△H=____________
(2)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应式是:2CO2(g)+ 6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g);
△H >0。判断该反应在一定温度下,体积恒定的密闭容器中达到化学平衡状态的依据是__________。
A.容器中密度不变
B.容器内压强保持不变
C.平均摩尔质量保持不变
D.v(CO2):v(H2) =1:3 E单位时间内消耗2 mol CO2,同时消耗1 mol二甲醚
(3)如图是二甲醚燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题:
①B电极上的电极反应式是____________;
②若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12 L/min(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2 mol/LCuSO4溶液500 mL,则通电30s后理论上阴极可析出________g金属铜(假设整个过程中,能量利用率为75%)。
(4)粗Si的提纯是我国重要的化工工业。已知:
反应①:Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+ H2(g);
反应②:SiHCl3+H2Si(纯) +3HCl。
①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和H2,写出该反应的化学方程式_________________;H2还原SiHCl3过程中若混有O2,可能引起的后果是_____________;
②由于SiH4具有易提纯的特点,因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。工业上广泛采用的合成硅烷的方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷,该反应的化学方程式是
__________________;
③硅能用于合成硅橡胶。下图是硅橡胶中的一种,其主要优点是玻璃化温度低,耐辐射性能好。该硅橡胶的化学式为_____________。
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