38．(11分)(08年广东化学·23)

硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl₃)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式　　　　　 。

②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和另一种物质，写出配平的化学反应方程式 　　　；H₂还原SiHCl₃过程中若混O₂，可能引起的后果是　　　　 。

(2)下列有头硅材料的说法正确的是　　　 (填字母)。

A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥

B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料--光导纤维

D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高

E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释　　。

答案：

(1)①SiHCl₃+H₂Si+3HCl

②3SiHCl₃+3H₂O₌₌₌H₂SiO₃↓+H₂↑+3HCl　　 高温下，H₂遇O₂发生爆炸

(2)BC

(3)生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；解释：SiO₃^2－与NH₄⁺发生双水解反应，SiO₃^2－ + 2 NH₄⁺ + 2H₂O ₌₌₌2NH₃·H₂O + H₂SiO₃↓

解析：(1) ①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式:

SiHCl₃+H₂Si+3HCl

②SiHCl₃遇水剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl₃+3H₂O₌₌₌=H₂SiO₃+H₂↑+3HCl;H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是：高温下，H₂遇O₂发生爆炸。

(2)ABCD

解释：SiC和Si₃N₄均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。光导纤维的材料为SiO₂，C正确。普通玻璃的主要成分为Na₂SiO₃和CaSiO₃，它是以石英砂(SiO₂)、石灰石(CaCO₃)和纯碱(Na₂CO₃)为主要原料反应制成的。Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂；CaCO₃+SiO₂aSiO₃+CO₂，D正确。常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应，E错。

(3)写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO₃^2－与NH₄⁺发生双水解反应，SiO₃^2－ + 2 NH₄⁺ + 2H₂O ₌₌₌= 2NH₃·H₂O + H₂SiO₃↓。

37．(07年山东理综·30)(16分)下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。

(1)若气体入口通入CO和CO₂的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为　　　　 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是　　　　　　　　　　 。

(2)停止CO和CO₂混合气体的通入，E内放置Na₂O₂，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O₂，并用O₂氧化乙醇。此时，活塞a应　　 ，活塞b应　　　 。需要加热的仪器装置有　　　 (填代号)，m中反应的化学方程式为　　　　　　　 　　　　。

(3)若气体入口改通空气，分液漏斗内改改加浓氨水，圆地烧瓶内改加 NaOH 固体，E内装有铂铹合金网，按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气，并验证氨的某些性质。

①装置A中能产生氨气的原因有：　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②实验中观察到E内有红棕色气体现出，证明氨气具有　　　　 性。

答案：(1)ACBECF　　 AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之同的C装置中溶液变浑浊

(2)关闭　 打开　 k　 m　 2CH₃CH₂OH+O₂2CH₃CHO+2H₂O

(3)①氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氧氧化钠吸水，促使氨放出；氢氧化钠电离出的OH^－增大了氨水中OH^－浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出。②还原

解析：(1)根据实验要求，A装置中通入的气体为CO和CO₂的混合气，在A中，CO₂ 被氢氧化钠吸收，若要获得纯净干燥的CO，需要选取装置C，证明CO₂ 被除尽，然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气，要验证CO的还原性，需要装有CuO的装置E，验证CO的氧化产物CO₂ ，还需要装置C，最后需要F除去为反应的CO。所选装置的连接顺序是ACBECF，能验证CO的氧化产物的实验现象是：AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。

(2)停止通入CO和CO₂ 的混合气体，需要关闭活塞a，然后打开活塞b，此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO₂ 与NaOH反应生成的)反应，反应生成的CO₂气体进入E中，并与 与Na₂O₂反应产生氧气，氧气通过D除去可能存在的CO₂，通过B除去水蒸气，得到纯净干燥的氧气，氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂，因此需要加热k使乙醇挥发，并且加热m，使氧气与乙醇蒸气反应，反应的化学方程式是：2CH₃CH₂OH+O₂2CH₃CHO+2H₂O。

(3)氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH^-的浓度增大，这些因素均能浓氨水中的化学平衡：NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺+OH^－向逆反应方向移动，使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO₂ ，由氨气和NO₂中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO₂ 氨气体现出的是还原性。

9.8×10⁹g　　　　 x　　　　　　 y

则，解得x=8.0×10³t　 y=9.83×10⁹kJ。

36．(07年宁夏理综·31A)化学选考题(15分)

A．[化学-选修化学与技术]

　 工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂ 转化为SO₃是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO₂ 7%　 O₂11%　 N₂ 82%)；

	0.1	0.5	1	10
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

(1) 已各SO₂的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

(2)在大400~500℃时，SO₂的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率？　　 (填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？　　 (填“是”或“否”)；

(4)为提高SO₃吸收率，实际生产中用　　　 吸收SO₃；

(5)已知：2SO₂(g)+O₂(g)＝2SO₃(g)；△H＝－196.9kJ·mol^－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO₃质量和由SO₂生产这些SO₃所放出的热量。

　 答案：(1)压强一定时，温度升高时，SO₂转化率下降,说明升温有利逆反应的进行，所以正反应为放热反应。(2)增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，反而会增加成本。(3)否　 否　 (4)浓硫酸 (5)8.0×10³t　 9.83×10⁹kJ

解析：(1)根据表格中的数据可以看出，在相同压强下(如在0.1MPa下)升高温度(如由400℃升高到500℃)时SO₂的转化率降低(由99.2%降低为93.5%)，即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动，而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动，所以此反应的正反应为放热反应。

(2)根据表格中的数据可以得知：在0.1MPa(即常压1atm下)SO₂的转化率已经很高，如在400℃时已达99.2%，若增大压强到10MPa(即100atm)，压强增大了100倍但是SO₂的转化率值增大为99.9%，只增大了0.7%变化不大。而压强增大100倍，需要对设备的材料、动力、能源等都作相应的提高，既要增大成本投入。

(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率，改变反应到达平衡的时间，不能使化学平衡发生移动，即对SO₂的转化率不产生影响；而在一定条件下，化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比，因SO₂的转化率不变，所以反应放出的热量也不会增大。

(4)在生产实际中是采用98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收SO₃的。因为若用水进行吸收会形成酸雾，将影响SO₃的吸收速率和效率。

　　 (5)1万吨98%的硫酸含H₂SO₄的质量：9.8×10⁹g。　　 设需要SO₃的质量为x，该反应产生的热量为y。

　　 H₂SO₄-　 SO₃ -　 放出的热量

　98g　　　　 80g　　　　 196.9kJ

32．(09年海南化学·3)除去NaHCO₃溶液中混有的少量Na₂CO₃可采取的方法是：

A．通入二氧化碳气体　　　　　　　　　　　　　　 B．加入氢氧化钡溶液

C．加入澄清石灰水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．加入稀盐酸

答案：A

解析：除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质、保留非杂质成份。溶液中可用这样的方法： Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ = 2NaHCO₃。

33．(09年海南化学·7)用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO₂全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是：

A．PbO　　　　　　　　　 B．Pb₂O₃　　　　　　　　　 C．Pb₃O₄　　　　　　　　 D．PbO₂

答案：C

解析：设此铅氧化物的化学式Pb_xO_y ，

Pb_xO_y-- y[O]-- yCO-- y CO₂-- yCaCO₃

　　　　　 16y　　　　　　　　　　　　 100y

　　　　　 m(O)=1.28g　　　　　　　　　　　　 8.0g

所以m(Pb) = 13.7g- 1.28g = 12.42g

x∶y = ∶=3∶4

34．(09年海南化学·9)在室温时，下列各组中的物质分别与过量NaOH溶液反应，能生成5种盐的是：

A．A1₂O₃、SO₂、CO₂、SO₃　　　　　　　　　　 B．C1₂、A1₂O₃、N₂O₅、SO₃

C．CO₂、C1₂、CaO、SO₃ D．SiO₂、N₂O₅、CO、C1₂

答案：B

解析：题中的关键词“过量NaOH溶液”，A中只能生成4种盐；B生成5种(NaCl、NaClO、NaAlO₂、NaNO₃、Na₂SO₄)；C中CaO不能生成盐；D中CO不能成盐。

35．(09年海南化学·11)在5mL 0.05 mo1/L的某金属氯化物溶液中，滴加0.1 mo1/L AgNO₃溶液，生成沉淀质量与加入AgNO₃溶液体积关系如图所示，则该氯化物中金属元素的化合价为：

A．+1　　　　　　　　　　 B．+2　　　　　　　　　　　 C．+3　　　　　　　　　　　 D．+4

答案：C　

解析：设氯化物化学式为MClx

MClx　　 --　　 x AgNO₃

　　　　 1　　　　　　　　 x

5mL×0.05 mol·L^-1　　　 0.1 mol·L^-1×7.5mL

x = 3

31．(09年广东文基·66)下列有关化学与生活的说法不正确的是

A．采用原煤脱硫技术，可减少燃煤产生的SO₂

B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可用作木材防腐剂

C．自来水厂可用氯气来杀菌消毒，因此氯气无毒

D．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂

答案：C

解析：根据氯气的性质可以知道氯气是一种有毒的气体，因氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性，所以常用氯气对自来水消毒杀菌。因此C选项是错误的。

[考点分析]化学与生活综合运用

30．(09年广东文基·64)图l0装置可用于收集SO₂并验证其某些化学性质，下列说法正确的是

答案：B

解析：A项体现的是SO₂的还原性；C项由于SO₂与NaOH可以生成亚硫酸钠也可能生成亚硫酸氢钠或者是两者混合物，反应无明显现象，但不能说明SO₂与NaOH溶液不反应。D项溶液变红后不褪色并不能说明SO₂没有漂白性。SO₂的漂白性是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合，形成不稳定的无色化合物，退色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色，例如SO₂使品红溶液褪色。

[考点分析]SO₂的性质

29．(09年广东文基·63)下列处理事故的方法正确的是

A．金属钠着火，可用水扑灭

B．误食硫酸铜溶液，可服用鸡蛋清解毒

C．浓硫酸溅到皮肤上，立即用碳酸钠稀溶液冲洗

D．氢氧化钠浓溶液溅入眼中，应立即用大量水冲洗，再用稀盐酸冲洗

答案：B

解析：金属钠与水反应生成可燃性的氢气，因此金属钠着火，不能用水扑灭，故A选项错误；硫酸铜能使蛋白质变性，因此误食硫酸铜溶液，可服用鸡蛋清解毒，B选项正确；C项浓硫酸溅到皮肤上，应立即用大量的水冲洗，然后涂上3%至5%的碳酸氢钠溶液；D项氢氧化钠浓溶液溅入眼中，应立即用水冲洗边洗边眨眼睛，必要时迅速找医生医治，切不可用手揉眼，更不能用盐酸冲洗。

[考点分析]化学实验基本操作。

28．(09年山东理综·13)下列推断合理的是

A．明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]在水中能形成Al(OH)₃胶体，可用作净水剂

B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应

C．浓H₂SO₄有强氧化性，不能与Cu发生剧烈反应

D．将SO₂通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色;将SO₂通入溴水，溴水色后加热也能恢复原色

答案：A

解析：明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]溶于水，电离产生的Al³⁺在中水解生成能吸附水中悬浮杂质的Al(OH)₃胶体，故可用作净水剂；金刚石、石墨均可以燃烧生成二氧化碳；浓H₂SO₄虽然有强氧化性，只有加热才能与Cu发生反应；SO₂通入溴水后发生氧化还原反应，SO₂ +Br₂ + 2H₂O= H₂SO₄+2HBr，加热不可能生成Br₂.

27．(09年山东理综·10)下列关于氯的说法正确的是

A．Cl₂具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B．若35 17Cl、37 17若Cl为不同的核素，有不同的化学性质学科

C．实验室制备Cl₂，可用排放和食盐水集气法收集

D．1.12LCl₂含有1.7N_A个质子(N_A 表示阿伏伽德罗常数)

答案：C

解析：本题以氯元素为载体，从氧化还原、原子结构、收集方法不同角度进行考查，体现了山东理综化学选择题的命题模式。氯气与水的反应既是氧化剂也是还原剂；同一元素的不同核素化学性质几乎完全相同而物理性质不同；D中提Cl₂的体积未指明是标准状况。实验室制备Cl₂，可用排饱和食盐水集气法收集也可用瓶口向上排空气法收集，故C正确。