【题目】硅在地壳中的含量较高,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)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有____________________。
(2)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图:
ⅰ锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
① 过程Ⅰ发生反应的化学方程式为______________________(SiO2+3CSiC+2CO↑为副反应)若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1:1,则参加反应的C和SiO2的质量之比为________________。
②整个制备过程必须严格控制无水。SiCl4遇水剧烈水解生成两种酸,反应的化学方程式是_________________________。
ⅱ 工业上也可以通过如下图所示的流程制取纯硅:
①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_________;SiHCl3极易水解,其完全水解的化学方程式为___________________________。
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | ﹣30.4 | ﹣84.9 | ﹣111.9 |
② 假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCl的利用率为90%,反应II中H2的利用率为93.75%,则在第二轮次的生产中,补充投入HCl 和H2的物质的量之比是___________________。
【答案】 纯碱、石英、石灰石 SiO2+2CSi+2CO↑ 1:2 SiCl4+ 3H2O = H2SiO3↓+ 4HCl 蒸馏 SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑ 5:1
【解析】(1)工业上生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石英、石灰石,故答案为:纯碱、石英、石灰石;
(2)i. ① 过程Ⅰ中二氧化硅与C在高温下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑,反应中的副反应为SiO2+3CSiC+2CO↑,若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1:1,根据方程式,生成1mol硅和碳化硅,参加反应的C和SiO2的物质的量分别为5mol和2mol,质量之比为5mol×12g/mol:2mol×60g/mol=1:2,故答案为:SiO2+2C Si+2CO↑;1:2;
②SiCl4遇水剧烈水解生成两种酸,反应的化学方程式为SiCl4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 4HCl,故答案为:SiCl4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 4HCl;
ⅱ. ①利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏,SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.9℃),由于沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质;SiHCl3水解反应生成硅酸、氢气和氯化氢,反应的方程式为:SiHCl3+3H2O═H2SiO3+ H2↑+ 3HCl↑;故答案为:蒸馏;SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑;
② 根据①中方程式SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑可知,反应生产1mol纯硅需补充HCl: -3,需补充H2: -1,补充HCl与H2的物质的量之比为(-3):(-1)≈5:1,故答案为:5:1。
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法确的是
A. 常温下,22gCO2所含的共用电子对数目为NA
B. 标准状况下,22.4LNO 与11.2LO2混合后气体中分子总数小于NA
C. 将1 L 0.1mol/L FeCl3溶液滴入沸水中,制得的Fe(OH)3胶粒数目为0.1NA
D. 常温下,1L0.5mol/L NH4Cl溶液与2L0.25mol/L NH4Cl溶液中的NH4+数目相同
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【题目】下列说法不正确的是( )
A. 工业制备镁的原理:MgO(熔融)Mg+O2↑
B. 久罝的硫酸亚铁溶液滴加KSCN溶液,溶液显淡红色
C. SiO2中含Al2O3杂质,可加入足量HCl溶液然后过滤除去
D. 向氯化铵溶液加入浓氢氧化钠溶液,加热,产生的气体使湿润的pH试纸变蓝
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【题目】元素R的原子序数是15,下列关于R元素的说法中,错误的是( )
A. R的最高正化合价是+5
B. R是第2周期第ⅤA族的元素
C. R的氢化物分子式是RH3
D. R的最高价氧化物对应的水化物的水溶液呈酸性
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【题目】将3g下列各组内两种金属的混合物投入水中,若收集到0.1g氢气,则此种混合物不可能是( )
A.Li和Na
B.Rb和Ca
C.Na和Cu
D.K和Na
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【题目】在298K、100kPa时,已知:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) △H3
则△H3与△H1和△H2间的关系正确的是:
A.△H3=△H1+2△H2B.△H3=△H1+△H2
C.△H3=△H1-2△H2D.△H3=△H1-△H2
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【题目】透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列四种物质:
填写下列空白:
(1)甲中不含氧原子的官能团是________;下列试剂能与甲反应而褪色的是________(填标号)。
a.Br2/CCl4溶液 B.石蕊溶液 c.酸性KMnO4溶液
(2)甲的同分异构体有多种,写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式:________。
(3)淀粉通过下列转化可以得到乙(其中A-D均为有机物):
淀粉ABCD乙
A的分子式是________,试剂X可以是________。
(4)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为________。
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【题目】己知B和E分别是生产酚醛树脂和有机玻璃的重要原料。工业生产B和E 的一种途径是:
①A为苯的同系物,其一氯代物有5种:
②C、D、E的核碰共振氢谱图中,峰的个数分别为1,2,3;
③等量的E分别与足量的Na和足量的NaHCO3溶液反应,在相同条件下,生成的气体体积相同。
回答下列问题:
(1)B的名称是_________,C分子中所含官能团的名称是___________
(2)CD的反应类型是__________
(3)A 的结构简式为__________,A的含有苯环的同分异构体(除A外) 有__________种,其中核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积比为3: 1的同分异构体是________(写结构简式)。
(4)写出甲醛与B反应生成酚醛树脂的化学方程式_____________。
(5)参照E物质的合成路线,设计一条由乙烯为起始原料(其它无机试剂任选) 制备丙酸乙酯的合成路线_______________。
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【题目】如图是某兴趣小组同学设计的原电池装置,下列叙述不正确的是
A. 电极I作原电池的正极
B. 电极II的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+
C. 该原电池的总反应为Fe3++Cu=Cu2++Fe2+
D. 盐桥中装有含氯化钾的球脂。K+移向FeCl3溶液
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