晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:

①高溫下用過(guò)量的碳還原二氧化硅制得粗硅,同時(shí)得到一種可燃性氣體;

②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si+3HClSiHCl3+H2);

③SiHCl3與過(guò)量的H2在1 100~1 200 ℃的溫度下反應(yīng)制得純硅,已知SiHCl3能與水劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。

請(qǐng)回答:

(1)第一步制取粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。

(2)粗硅與HCl氣體反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6 ℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7 ℃),提純SiHCl3采用的方法為 。

(3)實(shí)驗(yàn)室用SiHCl3與過(guò)量的H2反應(yīng)制取純硅裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去):

①裝置B中的試劑是 ,裝置C中的燒杯需要加熱,目的是 。

②反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是 ,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及 。

 

(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)分餾(或蒸餾)

(3)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化

②有固體物質(zhì)生成 在題給反應(yīng)溫度下(1 100~1 200 ℃),普通的玻璃會(huì)軟化

SiHCl3+H2Si+3HCl

③排盡裝置中的空氣

【解析】(3)①因SiHCl3與水強(qiáng)烈反應(yīng),故A中產(chǎn)生的H2必須干燥,因此B中的試劑為濃H2SO4,且C燒瓶需加熱,其目的是使SiHCl3汽化,加快其與H2的反應(yīng)速率。②石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅,故D中有固體產(chǎn)生,由題給信息,制純硅的反應(yīng)條件為1 100~1 200 ℃,此溫度下普通的玻璃容易軟化。③因高溫下H2與O2反應(yīng)容易爆炸,故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014高考名師推薦化學(xué)--線索綜合3 題型:簡(jiǎn)答題

某課外活動(dòng)小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問(wèn)題。

(1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為           ,總反應(yīng)的離子方程式為           ,有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))       。

①溶液中Na+向A極移動(dòng)

②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)

③反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度

④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

(2)上述實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一小段時(shí)間后,再把開(kāi)關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為         。

(3)該小組同學(xué)認(rèn)為如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,則可以設(shè)想用如下圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為      。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)      (填”大于”或”小于”或”等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口       (填寫“A”、“B”、“C”、“D”)導(dǎo)出。

③通電開(kāi)始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因                 。

④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)式為                    。

⑤燃料電池所用燃料可以是氫氣,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液態(tài)肼(分子式N2H4)可以在氟氣中燃燒生成氮?dú)夂头瘹�。利用肼、氟氣與KOH溶液組成堿性燃料電池,請(qǐng)寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式?      ?     。

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014江蘇常熟市高二化學(xué)期末模擬4(必修2、選修4、結(jié)構(gòu))試卷(解析版) 題型:選擇題

對(duì)于常溫下pH=2的鹽酸和pH=3的醋酸,下列說(shuō)法正確的是

A.pH=2的鹽酸中:c(H+)=c(Cl-) + c(OH-)

B.pH=3的醋酸中:c(H+)=3.0 mol·L-1

C.pH=2的鹽酸與pH=3的醋酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為10:1

D.pH=3的醋酸與pH=11的NaOH溶液等體積混合所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版4.3銅及其化合物 金屬材料與復(fù)合材料練習(xí)卷(解析版) 題型:填空題

四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下:

回答下列問(wèn)題:

(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生:

2Fe3++Fe=3Fe2+

2TiO2+(無(wú)色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O

Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無(wú)色)+Fe2++2H+

加入鐵屑的作用是 。

(2)在②→③工藝過(guò)程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠,該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在 范圍。

(3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì),還可制得鈦白粉。已知25 ℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+??Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K= 。

(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1

寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式: 。

(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫出一項(xiàng))。

(6)依據(jù)下表信息,要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4,可采用 方法。

 

TiCl4

SiCl4

熔點(diǎn)/℃

-25.0

-68.8

沸點(diǎn)/℃

136.4

57.6

 

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版4.3銅及其化合物 金屬材料與復(fù)合材料練習(xí)卷(解析版) 題型:選擇題

氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì),能在氯氣中燃燒,也能與酸反應(yīng)。用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40~50 ℃時(shí)反應(yīng)可生成CuH。下列敘述中錯(cuò)誤的是(  )。

A.“某物質(zhì)”具有還原性

B.CuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2

C.CuH與足量稀硝酸反應(yīng):CuH+3H++NO3-=Cu2++NO↑+2H2O

D.CuH在氯氣中燃燒:CuH+Cl2=CuCl+HCl

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版4.1硅 無(wú)機(jī)非金屬材料練習(xí)卷(解析版) 題型:選擇題

壽山石主要成分為葉蠟石,葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O,下列觀點(diǎn)不正確的是(  )。

A.壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸

B.壽山石顏色豐富多彩是因?yàn)楹胁煌螒B(tài)的金屬氧化物

C.潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì)

D.置于干燥空氣中可能會(huì)導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì)

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版4.1硅 無(wú)機(jī)非金屬材料練習(xí)卷(解析版) 題型:選擇題

2013年我國(guó)載人飛船再次升空,顯示出我國(guó)航天技術(shù)已進(jìn)入世界一流。飛船應(yīng)用了許多尖端的合成材料。據(jù)報(bào)道我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是(  )。

A.它耐高溫抗氧化

B.它比鋼鐵輕、硬,但質(zhì)地較脆

C.它沒(méi)有固定熔點(diǎn)

D.它是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版3.3硫的轉(zhuǎn)化練習(xí)卷(解析版) 題型:選擇題

如圖,在注射器中加入少量Na2SO3晶體,并吸入少量濃硫酸(以不接觸紙條為準(zhǔn))。則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )。

A.藍(lán)色石蕊試紙先變紅后退色

B.品紅試紙、沾有酸性KMnO4溶液的濾紙均退色,證明SO2具有漂白性

C.濕潤(rùn)淀粉?KI試紙未變藍(lán)說(shuō)明SO2的氧化性弱于I2

D.NaCl溶液可用于除去實(shí)驗(yàn)中多余的SO2

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014年高考化學(xué)魯科版2.1元素與物質(zhì)的分類練習(xí)卷(解析版) 題型:填空題

汽車尾氣是造成大氣污染的主要原因之一,在汽車排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)換器”使汽車的尾氣轉(zhuǎn)換成無(wú)毒氣體是目前最有效的手段之一。如果用表示碳原子,用表示氧原子,用表示氮原子,如圖為氣體轉(zhuǎn)換的微觀過(guò)程。請(qǐng)你根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:

(1)A、B、C三種物質(zhì)可以歸為一類的依據(jù)是 。

(2)將C歸為化合物,將D歸為單質(zhì)的理由 。

(3)用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為 �;瘜W(xué)變化過(guò)程中消耗的A物質(zhì)和生成的C物質(zhì)的質(zhì)量比為 。

(4)從微觀的角度去描述你獲得的關(guān)于化學(xué)變化的有關(guān)信息(答出一條即可) 。

 

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