【題目】硅是最理想的太陽能電池材料,高性能晶硅電池是建立在高質量晶硅材料基礎上的。工業(yè)上可以用如圖所示的流程制取高純硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反應1中氧化劑與還原劑的物質的量之比為:__________________
(2)粗硅與HCl反應完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3 (沸點31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸點57.6℃)和SiH2Cl2 (沸點8.2℃)、SiH3Cl(沸點-30.4℃)提純SiHCl3采用的方法為__________,整個過程中可以循環(huán)利用的物質X是:_____________(填化學式)
(3)提純粗硅的過程中必須嚴格控制無水無氧,原因之一是硅的鹵化物極易水解,寫出SiCl4遇水劇烈反應的化學方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的條件下,可以與HF生成H2SiF6,同時有不溶于水的氣體生成,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色,硅單質發(fā)生的化學方程式為_____________________________________________________
(5)某工廠用100噸純度為75%的石英砂為原料經(jīng)第一步反應制得的粗硅中含硅28噸,則該過程中硅的產率是:__________(精確到小數(shù)點后兩位)
【答案】 第三周期第IVA族 1:2 蒸餾或分餾 HCl SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl或3SiCl4+4H2O=H3SiO4↓+4HCl 3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO↑+8H2O 0.80或80.00%
【解析】(1)硅是14號元素,在周期表中位于第三周期第IVA族,反應1為二氧化硅和碳的反應:SiO2+3CSiC+2CO,反應中氧化劑是二氧化硅和C,還原劑是C,氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:2,故答案為:第三周期第IVA族;1:2;
(2)SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和SiH2Cl2 (沸點8.2℃)、SiH3Cl(沸點-30.4℃),由于沸點差別較大,可以通過分餾除去雜質;氯化氫與粗硅反應生成SiHCl3,SiHCl3與氫氣又反應生成硅和氯化氫,氯化氫可以循環(huán)利用,故答案為:分餾;HCl;
(3)提純粗硅的過程中必須嚴格控制無水無氧,原因之一是硅的鹵化物極易水解,SiCl4遇水劇烈反應的化學方程式為SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl,故答案為:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl;
(4)硅在有HNO3存在的條件下,可以與HF生成H2SiF6,同時有不溶于水的氣體生成,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色,說明生成了一氧化氮,反應的化學方程式為3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO↑+8H2O,故答案為:3Si+4HNO3+18HF =3H2SiF6+4NO↑+8H2O;
(5)100噸純度為75%的石英砂中含有二氧化硅的質量為75t,其中含有硅元素75t×=35t,經(jīng)第一步反應制得的粗硅中含硅28噸,該過程中硅的產率=×100%=80.00%,故答案為:80.00%。
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【題目】ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。工業(yè)上可通過以下反應制得ClO2(提示:下面方程式中的氧元素都為負二價)2KClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+K2SO4+Na2SO4+H2O,則下列說法中正確的是
A. KClO3在反應中是還原劑
B. 制得1mol的ClO2反應中需轉移2mol電子
C. Na2SO3的還原性小于ClO2的還原性
D. 反應中被氧化的元素是S
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【題目】某化學實驗小組的同學為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設計了如下的實驗裝置。
(1)實驗室用裝置A制備SO2,某同學在實驗時發(fā)現(xiàn)打開A的分液漏斗活塞后,漏斗中液體未流下,該同學怎樣操作可以使分液漏斗液體順利滴下___________________________;
(2)實驗室用裝置E制備Cl2,其反應的化學方程式為____________________,若實驗室用酸性KMnO4和濃鹽酸反應制Cl2,反應的離子方程式為________________________。
(3)反應開始一段時間后,觀察到B、D兩個試管中的品紅溶液都褪色,停止通氣后,再給B、D兩個試管分別加熱;兩個試管中的現(xiàn)象分別為:
B:_______________________,D:_________________________。
(4)若將B中品紅換成Na2S溶液,通SO2一段時間后B中現(xiàn)象為_____________________。
(5)另一個實驗小組的同學認為SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定會更強。他們將制得的SO2和Cl2按1:1同時通入到品紅溶液中,結果發(fā)現(xiàn)褪色效果并不像想象的那樣。請你分析該現(xiàn)象的原因(用化學方程式表示)_________________________。
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【題目】某溶液由Na+、Cu2+、Ba2+、Fe3+、AlO2-、CO32-、SO42-、Cl-中的若干種離子組成,取適量該溶液進行如下實驗:下列說法正確的是( )
A. 原溶液中一定只存在AlO2-、CO32-、SO42-、Cl- 四種離子
B. 氣體A的化學式是CO2,其電子式為O::C::O
C. 原溶液中一定不存在的離子是Cu2+、Ba2+、Fe3+
D. 生成沉淀B的離子方程式為:Al3++ 3OH- = Al(OH)3 ↓
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【題目】在水玻璃中通入少量的CO2氣體,充分反應后加熱蒸干,再高溫充分灼燒,冷卻后所得的固體物質為()
A. Na2SiO3 B. Na2SiO3與Na2CO3
C. SiO2與Na2CO3 D. SiO2、Na2SiO3及Na2CO3
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【題目】有一未知的無色溶液,只可能含有以下離子中的若干種(忽略由水電離產生的H+、OH-):H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NO3-、CO32-、SO42-,現(xiàn)取三份100mL溶液進行如下實驗:
①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀產生。
②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀產生,經(jīng)洗滌、干燥后,沉淀質量為6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液,測得沉淀與NaOH溶液的體積關系如圖。
根據(jù)上述實驗,以下推測不正確的是
A. 原溶液一定不存在H+、Cu2+、CO32-
B. 不能確定原溶液是否含有K+、NO3-
C. 實驗所加的NaOH的濃度為2mol·L-1
D. 原溶液確定含Mg2+、Al3+、NH4+,且n(Mg2+):n(Al3+):n( NH4+)=1:1:2
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【題目】由NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示,在使用過程中石墨I電極反應生成一種氧化物Y,下列有關說法正確的是
A. 石墨I極為正極,石墨II極為負極
B. Y的化學式可能為NO
C. 石墨I極的電極反應式為NO2+NO3--e-=N2O5
D. 石墨II極上發(fā)生氧化反應
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【題目】(1)配制AgNO3溶液時,常將AgNO3固體先溶于較濃的硝酸中,然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度,以______(填“促進”或“抑制”)其水解.
(2)明礬可用于凈水,原因是(用離子方程式表示):____________________
(3)泡沫滅火器滅火原理(用離子方程式表示)_____________________
(4)純堿可代替洗滌劑洗滌餐具,原因是(用離子方程式表示)______________
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【題目】冶煉金屬一般有以下幾種方法:①熱分解法;②焦炭法;③水煤氣法(CO或H2);④活潑金屬置換法;⑤電解法。這幾種方法各有優(yōu)缺點,它們在工業(yè)上均有應用。古代有:a.火燒孔雀石煉銅;b.濕法煉銅;現(xiàn)代有:c.鋁熱法煉鐵;d.光鹵石法煉鎂。對它們的冶煉方法分析不正確的是
A. a用② B. b用③ C. c用④ D. d用⑤
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