1、1硅及其化合物练习题1.晶体硅(熔点 1410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下方案 1: 方案 2: （1）写出 SiCl4 的电子式: ; 在上述由 SiCl4 制纯硅的反应中 ,测得每生成 1.12 kg 纯硅需吸收 a kJ 热量,写出该反应的热化学方程式: (2)方案 2 中粗硅与 HCl 反应完全后, 经冷凝得到的 SiHCl3(沸点 33.0 ) 中含有少量 SiCl4(沸点 57.6 ) 和 HCl(沸点-84.7 ),提纯 SiHCl3 采用的方法为 (3)整个制备高纯硅过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质,
2、写出化学方程式: ;H2 还原 SiHCl3 的化学方程式为 过程中若混入 O2,可能引起的后果是 (4)如图是制取并收集 SiCl4 的部分装置, 有甲、乙两种连接方案 :甲方案:f 接装置;乙方案:f 接装置 。但是装置 、 都有不足之处, 请你评价后 基于上述的评价,请你设计一个合理方案并用文字表达方案 优点 缺点甲乙2.硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用, 回答下列问题。 (1)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下(2)氮化硅 (Si3N4)是一种高温结构材料,粉末状态的 Si3N4 可以
3、由 SiCl4 的蒸气和 NH3 反应制取。粉末状 Si3N4 遇空气和水都不稳定。由 SiCl4 和 NH3 反应制取 Si3N4 的化学方程式为 写出 Si3N4 和 H2O 反应的化学方程式 3.光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维 及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下图：Si(粗 ) SiCl4SiCl4(纯 ) Si(纯 ) 发 生 的 主 要 反 应 电 弧 炉 SiO2+C Si+2CO 流 化 床 反 应 器 Si+3HCl SiHCl3+H2 还 原 炉 还 原 炉 中 发 生 主 要 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。该 工 艺 中 可 循 环 使
4、用 的 物 质 为 填 化 学 式 )。 用 石 英 砂 和 焦炭 在 电 弧 炉 中 高 温 加 热 也 可 以 生 产 碳 化 硅 ,该 反 应 的 化 学 方 程 式为 。 在 流 化 床 反 应 的 产 物 中 ,SiHCl3大 约 占 85%,还 有 SiCl4、 SiH2Cl2、 SiH3Cl等 ,有 关 物 质 的 沸 点 数 据 如 下 表 ,提 纯 SiHCl3的 主 要 工 艺 操 作 依 次 是 沉 降 、 冷 凝和 。 物 质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸 点 / 235 57.6 3.0 8.2 -30.4 -84
5、.9 -1.9 SiCl4、 SiHCl3都 易 水 解 ,SiCl4完 全 水 解 的 化 学 方 程 式 为 2(1)反应 的化学方程式为_，氧化剂为 _(填化学式)。图中“操作 X”的名称为_ ；PCl 3 的电子式为 (3)反应 和中尾气的用途为_；反应的化学方程式为 4英国会议员代表团曾到广州、东莞、深圳考察，来中国取经 “碳捕捉”技术，希望能与广东省合作开发潮汐能。科学家利用 NaOH 溶液“捕捉 ”空气中的 CO2，反应过程如下图所示。下列有 关说法不正确的是( ) A 图中循环中的物质 是 NaOH B 图中 X 中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C 用该方法捕捉到的 CO2 还
6、可用来制备甲醇等产品 D 二氧化碳“捕捉”室中，将 NaOH 溶液进行“喷雾 ”，有利于对 CO2 的吸收5.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO 2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如下图所示回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_还可使用_ 代替硝酸。(2)沉淀 A 的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_(3)加氨水过程中加热的目的是_ 。沉淀 B 的主要成分为_、_( 填化学式)(4)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后，用 KMnO4 标
7、准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnO H H 2C2O4 Mn2 CO 2H 2O。实验中称取 0.400 4g 水泥样品，滴定时消耗了 0.0500 molL1 的 KMnO4 溶液 36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_6.平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末( 含 SiO2、Fe 2O3、CeO 2、FeO 等物质)，某小组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到 Ce(OH)4。已知：CeO 2 不溶于强酸或强碱；Ce 3 易水解，酸性条件下，Ce 4 有较强氧化性(1)滤液 A 的主要成分为_(填写化学式)，滤液 B 所含金
8、属阳离子为_(2)反应 的离子方程式是_ 。(3)反应 之前要洗涤滤渣 B，对滤渣 B 进行“洗涤”的实验操作方法是_(4)反应 的化学方程式是_(5)稀土元素的提纯，还可采用萃取法。已知化合物 HT 作为萃取剂能将铈离子从水溶液萃取出来，过程表示为 Ce2(SO4)3(水层)6HT(有机层) 2CeT3(有机层)3H 2SO4(水层)，用_( 填主要仪器)分液得到 CeT3(有机层)，再加入硫酸获得较纯的含 Ce3 的水溶液。可选择硫酸作反萃取的原因是_。(6)用滴定法测定制得的 Ce(OH)4 产品纯度。若所用 FeSO 4 溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得 Ce(OH) 4
9、产品的质量分数_(填“偏大” “偏小”或“无影响”) 7.某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究(1)提出假设 组分名称 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 HCl BCl3 PCl3质量分数 0.545 0.405 0.0462 0.0003 0.00193 0.00157沸点/ 57.6 31.8 8.2 85 12.5 75.53该反应的气体产物是 CO2。该反应的气体产物是 CO。该反应的气体产物是_ (2)设计方案如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉 完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比 (3)查阅资料氮气不与碳、氧化铁发生反应
10、。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO 2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式：_(4)实验步骤 按图连接装置，并检查装置的气密性，称取 3.20 g 氧化铁、2.00 g 碳粉混合均匀，放入48.48 g 的硬质玻璃管中； 加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气； 停止通入 N2 后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水( 足量)变浑浊； 待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气，冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24 g； 过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为 2.00 g。 步骤、中都分别通入 N2，其作用分别为_。 (5)数据处理试根据实验数据
11、分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：_(6)实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。 甲同学认为：应将澄清石灰水换成 Ba(OH)2 溶液，其理由是_ _。从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：_ 8.汉代器物上的颜料“汉紫 ”至今尚没有发现其自然存在的记载。20 世纪 80 年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi 2Ox，Cu 为2 价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( ) A用盐的形式表示：BaSiO 3CuSiO3 B用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO 2 C易溶于强酸、强碱 D性质
12、稳定，不易褪色9. 将一定体积的 CO2 通入到一定浓度的 NaOH 溶液中,为了测定所得溶液的成分,向该溶液中逐滴加入 1 molL-1 盐酸。所加入盐酸的体积与产生 CO2 气体体积(标准状况)的关系如下图所示:(1)写出 OA 段所发生反应的离子方程式: 。 (2)当加入 35 mL 盐酸时,所产生的 CO2 的体积(标准状况 )是 mL。 (3)CO2 与 NaOH 溶液反应所得溶液中所含的溶质有 , 其物质的量之比为 10向含有 0.2 mol NaOH 和 0.1 mol Ba(OH)2 的溶液中持续稳定地通入 CO2 气体，当通入气体为 8.96 L(0 ，1.0110 5 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入 CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计 )( )
