單質(zhì)硅是很重要的工業(yè)產(chǎn)品。
(1)硅用于冶煉鎂,也稱硅熱法煉鎂。根據(jù)下列條件:
Mg(s)+ 1/2O2(g)= MgO(s)  △H1=-601.8 kJ/mol
Mg(s)= Mg(g)                △H2=+75 kJ/mol
Si(s) + O2(g) = SiO2(s)   △H3= -859.4 kJ/mol
則2MgO(s)+ Si(s)= SiO2(s)+ 2Mg(g)  △H =        
Mg-NiOOH水激活電池是魚雷的常用電池,電池總反應(yīng)是:Mg+2NiOOH+2H2O=Mg(OH)2+ 2Ni(OH)2,寫出電池正極的電極反應(yīng)式                       
(2)制備多晶硅(硅單質(zhì)的一種)的副產(chǎn)物主要是SiCl4,SiCl4對(duì)環(huán)境污染很大,遇水強(qiáng)烈水解,放出大量的熱。研究人員利用SiCl4和鋇礦粉(主要成分為BaCO3,且含有Fe3+、Mg2+等離子)制備BaCl2·2H2O和SiO2等物質(zhì)。工藝流程如下:

已知: 25℃ Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11;通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol/L時(shí),沉淀就達(dá)完全。回答下列問題:
①SiCl4發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。
②若加鋇礦粉調(diào)節(jié)pH=3時(shí),溶液中c(Fe3+)=             。
③若用10噸含78% BaCO3的鋇礦粉,最終得到8.4噸BaCl2·2H2O (M=244g/mol),則產(chǎn)率為      
④濾渣C能分別溶于濃度均為3mol/L的溶液和溶液(中性)。請(qǐng)結(jié)合平衡原理和必要的文字解釋濾渣C能溶于3mol/L的溶液的原因______。

(1)+494.2kJ/mol,   NiOOH + H2O + e- = Ni(OH)2 + OH-;
(2)①SiCl4 +3H2O = H2SiO3↓+ 4HCl 或SiCl4 + 4H2O = H4SiO4↓+ 4HCl
②4.0×10-5mol/L, ③ 86.9% (3分)
④Mg(OH)2(s)在溶液中存在的溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH- (aq),NH4+與OH-結(jié)合生成難電離的NH3.H2O,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),最終Mg(OH)2溶解。(3分)

解析試題分析:(1)根據(jù)反應(yīng)①M(fèi)g(s)+ 1/2O2(g)= MgO(s)△H1=-601.8 kJ/mol
②Mg(s)= Mg(g) △H2=+75 kJ/mol③Si(s)+ O2(g)= SiO2(s) △H3= -859.4 kJ/mol,利用蓋斯定律:③+②×2—①×2得2MgO(s)+ Si(s)= SiO2(s)+ 2Mg(g)  △H =+494.2kJ/mol;Mg-NiOOH水激活電池是魚雷的常用電池,電池總反應(yīng)是:Mg+2NiOOH+2H2O=Mg(OH)2+ 2Ni(OH)2,電池正極反應(yīng)NiOOH得電子生成Ni(OH)2,利用原子守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)式為
NiOOH + H2O + e- = Ni(OH)2 + OH-;(2)根據(jù)題給流程圖知,SiCl4發(fā)生水解反應(yīng)生成硅酸沉淀和鹽酸,過濾得濾渣A為硅酸,濾液為鹽酸,向?yàn)V液中加入鋇礦粉(主要成分為BaCO3,且含有Fe3+、Mg2+等離子),調(diào)節(jié)至pH=7,過濾得濾渣B為氫氧化鐵,向?yàn)V液中加氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)至pH=12.5,過濾得濾渣C為氫氧化鎂,濾液經(jīng)一系列操作得BaCl2·2H2O。①SiCl4發(fā)生水解反應(yīng)生成硅酸和鹽酸,化學(xué)方程式為SiCl4 +3H2O = H2SiO3↓+ 4HCl 或SiCl4 + 4H2O = H4SiO4↓+ 4HCl;②Ksp[Fe( OH)3]=4.0×10-38,pH=3的溶液中,氫氧根離子的濃度為1×10-11mol/L,c(Fe3+)=4.0×10-38/(1×10-11)3=4.0×10-5mol/L;③根據(jù)原子守恒得關(guān)系式:BaCO3——BaCl2·2H2O,若用10噸含78% BaCO3的鋇礦粉,理論上生成BaCl2·2H2O為9.66噸,而最終得到8.4噸BaCl2·2H2O (M=244g/mol),則產(chǎn)率為86.9%;④根據(jù)題給信息知,濾渣氫氧化鎂能溶于3mol/L的NH4Cl溶液的原因Mg(OH)2(s)在溶液中存在的溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH- (aq),NH4+與OH-結(jié)合生成難電離的NH3.H2O,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),最終Mg(OH)2溶解。
考點(diǎn):考查蓋斯定律與焓變的計(jì)算、新型電池電極反應(yīng)式書寫、沉淀溶解平衡的相關(guān)計(jì)算、關(guān)系式法計(jì)算。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

下列有關(guān)化學(xué)用語使用正確的是(   )

A.CO2的電子式:
B.核內(nèi)有8個(gè)中子的碳原子:
C.鉀原子結(jié)構(gòu)示意圖:
D.乙烯的比例模型:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

MnO2是一種重要的無機(jī)功能材料,粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的實(shí)驗(yàn),其流程如下:

(1)第①步加稀H2SO4時(shí),粗MnO2樣品中的       (寫化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是       ClO3       =MnO2↓+Cl2↑+     。
(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、       、              ,已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH,則一定還含有       (寫化學(xué)式)。
(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69 g,第①步反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到8.7 g MnO2,并收集到0.224 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在第②步反應(yīng)中至少需要       mol NaClO3。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下:
a.四氯化硅遇水極易水解;
b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;
c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:

物質(zhì)
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸點(diǎn)/℃
57.7
12.8

315

熔點(diǎn)/℃
-70.0
-107.2



升華溫
度/℃


180
300
162
 
請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________。
(2)裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_______________________________。
(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的元素是________(填寫元素符號(hào))。
(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素還原成Fe2,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式是:5Fe2+MnO4-+8H=5Fe3+Mn2+4H2O
①滴定前是否要滴加指示劑?________(填“是”或“否”),請(qǐng)說明理由__________________________________。
②某同學(xué)稱取5.000 g殘留物,經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL試樣溶液,用1.000 × 10-2 mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

根據(jù)下列各題所給出的數(shù)據(jù),可分別求出其“溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”或“溶質(zhì)的物質(zhì)的量
濃度”,試判斷并求解。
(1)設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,若某氫氧化鈉溶液V L中含有N個(gè)OH,則可求出此溶液中______________________為__________________。
(2)已知某氫氧化鈉溶液中Na與H2O的個(gè)數(shù)之比為1∶a,則可求出此溶液中________為________。
(3)已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下1體積水能溶解500體積的氯化氫,則可求出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氯化氫飽和溶液中__________為________。
(4)已知將100 mL氯化鋁的水溶液加熱蒸干灼燒,可得到白色固體b g,則可求出原氯化鋁溶液中________為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知硫酸、氨水的密度與所加水量的關(guān)系如圖所示,現(xiàn)有硫酸與氨水各一份,請(qǐng)根據(jù)表中信息,回答下列問題:

 
溶質(zhì)的物質(zhì)的量
濃度(mol·L-1)
溶液的密度(g·cm-3)
硫酸
c1
ρ1
氨水
c2
ρ2
 
(1)表中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為       (不寫單位,用含c1、ρ1的代數(shù)式表示)。
(2)物質(zhì)的量濃度為c1 mol·L-1的硫酸與水等體積混合(混合后溶液體積變化忽略不計(jì)),所得溶液的物質(zhì)的量濃度為        mol·L-1。
(3)物質(zhì)的量濃度為c2 mol·L-1的氨水與c2 mol·L-1的氨水等質(zhì)量混合,所得溶液的密度       (填“大于”、“小于”或“等于”,下同)ρ2 g·cm-3,所得溶液的物質(zhì)的量濃度       c2 mol·L-1(設(shè)混合后溶液的體積變化忽略不計(jì))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

三氯化鐵是一種很重要的鐵鹽,主要用于污水處理,具有效果好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)上可將鐵屑溶于鹽酸中,先生成FeCl2,再通入Cl2氧化來制備FeCl3溶液。
(1)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的a L氯化氫氣體溶于100 g水中,得到的鹽酸的密度為
b g·mL-1,則該鹽酸的物質(zhì)的量的濃度是________。
向100 mL的FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2 3.36 L,反應(yīng)后的溶液中Cl和Br的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為   ________。
(3)FeCl3溶液可以用來凈水,其凈水的原理為____________________ _____________________(用離子方程式表示),若100mL 2mol·L-1的FeCl3溶液凈水時(shí),生成具有凈水作用的微粒數(shù)________0.2NA(填“大于”、“等于”或“小于”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(1).等物質(zhì)的量的CO和CO2中所含O原子個(gè)數(shù)之比        ,C原子數(shù)之比        ,二者的質(zhì)量之比        。
(2)下列物質(zhì)中:(1)Cu (2) Br ⑶Na2O  ⑷蔗糖    ⑸NaCl溶液 ⑹ SO3  ⑺Ba(OH)2
屬于電解質(zhì)的是                   , 屬于非電解質(zhì)的是                    ,能導(dǎo)電的是                      。(用序號(hào)填寫)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

硫酸鈉-過氧化氫加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①準(zhǔn)確稱取1.770 0 g樣品,配制成100.00 mL溶液A。②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體0.5825 g。③準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加適量稀硫酸酸化后,用0.020 00 mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2與KMnO4反應(yīng)的離子方程式如下:2MnO4+5H2O2+6H=2Mn2+8H2O+5O2
(1)已知室溫下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42)≤1.0×10-6 mol·L-1,應(yīng)保持溶液中c(Ba2)≥________mol·L-1。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化,MnO4被還原為MnO2,其離子方程式為______________。
(3)通過計(jì)算確定樣品的組成(寫出計(jì)算過程)。

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同步練習(xí)冊(cè)答案