Question

多晶硅（硅單質的一種）被稱為“微電子大廈的基石”，制備中副產(chǎn)物以SiCl₄為主，它對環(huán)境污染很大，能遇水強烈水解，放出大量的熱．研究人員利用SiCl₄水解生成的鹽酸和鋇礦粉（主要成份為BaCO₃，且含有鐵、鎂等離子）制備BaCl₂?2H₂O，工藝流程如下．已知：①常溫下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分別是：3.4、12.4．
②M （BaCO₃）=197g/mol，M（BaCl₂?2H₂O）=244g/mol

（1）SiCl₄水解反應的方程式為______，SiCl₄水解控制在40℃的原因是______．
（2）已知：SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol
SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol則由SiCl₄制備硅的熱化學方程式為______．
（3）加鋇礦粉并調(diào)節(jié)pH=7的作用是使BaCO₃轉化為BaCl₂和______．
（4）加20% NaOH調(diào)節(jié)pH=12.5，得到濾渣A的主要成分是______．
（5）BaCl₂濾液經(jīng)______、冷卻結晶、______、洗滌，再經(jīng)真空干燥后得到BaCl₂?2H₂O．

Answer 1

解：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氫，水解方程式為SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl，
溫度高時，氯化硅的水解速率增大，氯化氫的揮發(fā)增強，且氯化氫能污染環(huán)境，溫度較低時，能防止HCl揮發(fā)污染環(huán)境或控制SiCl₄的水解速率，防止反應過于劇烈，
故答案為：水解方程式為SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl；防止HCl揮發(fā)污染環(huán)境或控制SiCl₄的水解速率，防止反應過于劇烈；
（2）將方程式SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol和SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol相加得SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol，
故答案為：SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol；
（3）pH=3.4時，三價鐵離子完全生成沉淀，使Fe³⁺完全沉淀；鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇和二氧化碳、水，加鋇礦粉并調(diào)節(jié)pH=7的作用是使BaCO₃轉化為BaCl₂，同時使使Fe³⁺完全沉淀，故答案為：使Fe³⁺完全沉淀；
（4）當pH=3.4時，鐵離子完全生成沉淀，當pH=12.4時，鎂離子完全沉淀生成氫氧化鎂，Mg（OH）₂，所以當pH=12.5時，濾渣A的成分是氫氧化鎂，故答案為：Mg（OH）₂；
（5）從溶液中制取固體的方法是：蒸發(fā)濃縮→冷卻結晶→過濾→洗滌，故答案為：蒸發(fā)濃縮；過濾．
分析：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氫；溫度越高，氯化硅的水解速率越大，氯化氫的揮發(fā)越強；
（2）將兩個方程式相加即得則由SiCl₄制備硅的熱化學方程式，注意焓變進行相應的改變；
（3）pH=3.4時，三價鐵離子轉化為氫氧化鐵，當調(diào)節(jié)PH=7時能促使三價鐵離子沉淀完全；
（4）根據(jù)氫氧化鐵和氫氧化鎂完全沉淀所需溶液的PH值確定濾渣A的成分；
（5）根據(jù)從溶液中析出固體的方法分析解答．
點評：本題考查了制備實驗方案的有關知識，難度不大，明確從溶液中制取固體的方法，是高考的熱點，但多以選擇或填空形式考查．