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    16．高纯晶体硅是信息技术的关键材料．
    （1）工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅．已知：图1、图2请将以下反应的热化学方程式补充完整：SiO2（s）+2C（s）═Si（s）+2CO（g）△H=+638.4 kJ•mol-1
    （2）粗硅经系列反应可生成硅烷（SiH4），硅烷分解生成高纯硅．已知硅烷的分解温度远低于甲烷，用原子结构解释其原因：C和Si最外层电子数相同，C原子半径小于Si．
    （3）将粗硅转化成三氯氢硅（SiHCl3），进一步反应也可制得高纯硅．
    ①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响．根据下表数据，
    可用蒸馏（或分馏）方法提纯SiHCl3．
    物质SiHCl3SiCl4AsCl3
    沸点/℃32.057.5131.6
    ②用SiHCl3制备高纯硅的反应为SiHCl3（g）+H2（g）?Si（s）+3HCl（g），不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比（反应初始时，各反应物的物质的量之比）的变化关系如图3所示．
    下列说法正确的是ac（填字母序号）．
    a．该反应的平衡常数随温度升高而增大
    b．横坐标表示的投料比应该是n（SiHCl3）/n（ H2）
    c．实际生产中为提高SiHCl3的利用率，应适当升高温度
    ③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供，氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽（如图4所示），其中进入阳极室的溶液是精制的饱和食盐水，b电极上的电极反应式是2H++2e-═H2↑．
    （4）二氧化硅大量用于生产玻璃．工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283kg在高温下完全反应时放出CO2　44kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3•CaSiO3•xSiO2表示，则其中x=4．

    分析 （1）根据两个反应过程能量变化图象可知：Si（s）+O2（s）═SiO2（s）△H=-859.4 kJ•mol-1，2C（s）+O2（s）═2CO（g）△H=-221.0 kJ•mol-1，用第二个方程式减去第一个方程式得出所需反应；
    （2）C和Si最外层电子数相同，C原子半径小于Si，化学键的强弱分析判断稳定性；
    （3）①根据各物质沸点的不同分离提纯物质，可用蒸馏（或分馏）法；
    ②a．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大；
    b．增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是$\frac{n（{H}_{2}）}{n（SiHC{l}_{3}）}$；
    c．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，故实际生产中为提高SiHCl3的利用率，应适当升高温度；
    ③阳极室是氯离子放电，所以阳极式应充入氯化钠，b电极是阴极，氢离子在该极放电，所以电极反应式是2H++2e-=H2↑；
    （4）由方程式Na2CO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$NaSiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO3+CO2↑，所以反应过程中n（CO2）=n（Na2CO3）+n（CaCO3）=n（SiO2反应）．

    解答 解：（1）根据两个反应过程能量变化图象可知：Si（s）+O2（s）═SiO2（s）△H=-859.4 kJ•mol-1
    2C（s）+O2（s）═2CO（g）△H=-221.0 kJ•mol-1，用第二个方程式减去第一个方程式得出所需反应，SiO2（s）+2C（s）═Si（s）+2CO（g）△H=+638.4 kJ•mol-1，得到△H=+638.4 kJ•mol-1，
    故答案为：+638.4 kJ•mol-1；
    （2）硅烷的分解温度远低于甲烷，是因为C和Si最外层电子数相同，C原子半径小于Si，Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷，
    故答案为：C和Si最外层电子数相同，C原子半径小于Si；
    （3）①根据各物质沸点的不同分离提纯物质，可用蒸馏（或分馏）法，故答案为：蒸馏（或分馏）；
    ②a．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大，故a正确；
    b．增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是$\frac{n（{H}_{2}）}{n（SiHC{l}_{3}）}$，故b错误；
    c．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，故实际生产中为提高SiHCl3的利用率，应适当升高温度，故c正确；
    故选ac；
    ③阳极室是氯离子放电，所以阳极式应充入氯化钠，b电极是阴极，氢离子在该极放电，所以电极反应式是2H++2e-=H2↑，
    故答案为：精制的饱和食盐水；2H++2e-═H2↑
    （4）玻璃的化学组成可根据反应原理得到，
    Na2CO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$NaSiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO3+CO2↑；
    由化学式Na2SiO3•CaSiO3•xSiO2反应的Na2CO3和CaCO3的物质的量相等，
    n（CO2）=n（Na2CO3）+n（CaCO3）=n（SiO2反应）=$\frac{44kg}{44g}$=1000mol；
    n（Na2CO3）=n（CaCO3）=500mol
    500molNa2CO3的质量是53kg，500molCaCO3的质量是50kg，1000molSiO2的质量是60kg，
    n（SiO2过量）=$\frac{283kg-50kg-53kg-60kg}{60g}$=2000mol，
    即剩余的二氧化硅和生成的硅酸钙、硅酸钠为2000：500：500=4：1：1，
    所以x=4，故答案为：4．

    点评 本题主要考查的是元素周期表的应用、盖斯定律应用、化学平衡常数和平衡移动等，题目难度中等，注意相关知识的积累．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．下列说法中正确的是（　　）
    A．10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液与6mL 1mol/L盐酸混合：c（Cl-）＞c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-）
    B．等浓度的下列稀溶液：①硫酸氢钠 ②乙酸钠 ③醋酸 ④碳酸氢钠 ⑤硝酸钠 ⑥苯酚钠，它们的pH由小到大排列为：③⑤①④②⑥
    C．常温下0.1 mol/L的下列溶液 ①NH4Al（SO4）2 ②NH4Cl ③NH3•H2O ④CH3COONH4中c （NH4+）由大到小的顺序是：②＞①＞④＞③
    D．在25℃时，将a mol•L-1的氨水与0.01 mol•L-1的盐酸等体积混合反应时溶液中c（NH4+）=c（Cl-）．用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．乙二酸通常以二水合物的形式存在，倍称草酸晶体．已知草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温会发生分解反应．
    （1）下列关于乙二酸的叙述正确的是①②③④．（填序号）
    ①能和乙二醇发生酯化反应
    ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色
    ③其溶液能使蓝色石蕊试纸变红
    ④能和碳酸氨钠溶液反应生成气体
    （2）欲检验草酸晶体受热分解的产物中是否有 CO2，设计实验如下：

    ①装置最好应该选择下列装置中的b（填序号）

    ②简述检验整套装置气密性的操作方法：如图连接好装置，关闭装置A的活塞，将C装置中的导管没入水中，微热A装置的试管，看到导气管口处有气泡冒出，撤火后观察到导气管中有一段水柱上升，则说明装置气密性完好．
    ③若无B装置，当c装置中出现浑浊不能（填“能”或“不能”）证明草酸分解生成了CO2，理由是草酸和氢氧化钙也反应生成草酸钙白色沉淀．
    （3）若上述装置C中盛放Ba（OH）2 溶液，导气管与D装置中的a相连，通过测定C中生成沉淀的质量，装置D中硬质玻璃管减少的质量，即可确定草酸分解的化学方程式．
    ①C中盛放Ba（OH）2 溶液，而不使用澄清石灰水的原因是Ba（OH）2 溶解度大于氢氧化钙可充分吸收二氧化碳，碳酸钡摩尔质量大于碳酸钙，测量误差小．
    ②当A装置试管中只有较步晶体时停止加热，利用余热使晶体升华、分 解，此时需要缓缓通入N2，通入N2 的目的是使草酸分解生成的气体全部钡装置CD全部吸收．
    ③若取草酸晶体的质量为15.0g，C中沉淀的质量为19.7g，装置D中硬质玻璃管减少的质量为1.6g，则草酸分解的化学方程式为H2C2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+3H2O+CO↑．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．（1）下列六种生活中常见物质：
    ①食盐    ②食用油    ③青霉素    ④鸡蛋    ⑤西红柿    ⑥塑料
    按要求用物质序号填空：
    作调味剂的是①
    作抗生素的是③
    富含蛋白质的是④
    富含维生素的是⑤
    富含油脂的是②
    属于合成材料的是⑥
    （2）一个体重50kg的健康人，体内约含有2g铁，这2g铁在人体内不是以单质的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在．正二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含Fe2+的亚铁盐，如硫酸亚铁．服用维生素C，可使食物中的Fe3+还原成Fe2+，有利于人体吸收．
    Ⅰ．在人体中进行Fe2+$?_{②}^{①}$Fe3+的转化时，①中的Fe2+作还原剂（填“氧化剂”、“还原剂”），②中的Fe3+作氧化剂（填“氧化剂”、“还原剂”）
    Ⅱ．“服用维生素C，可使食物中的Fe3+还原成Fe2+这句话指出，维生素C在这一反应中作还原剂（填“氧化剂”、“还原剂”）
    Ⅲ．市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸（HCl）的作用下转化成亚铁盐．此反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．一种将废水（含Ca2+、Mg2+、CN-及悬浮物）通过净化、杀菌消毒生产自来水的流程示意图如下：

    （1）絮凝剂除去悬浮物质时发生物理变化和化学变化，下列既发生物理变化又发生化学变化的是BC（填标号）．
    A．蒸馏      B．煤干馏     C．风化     D．分馏
    （2）绿矾是常用的絮凝剂，它在水中最终生成Fe（OH）3（填化学式）沉淀，下列物质中也可以作为絮凝剂的有C（填标号）．
    A．NH4Cl      B．食盐       C．明矾     D．CH3COONa
    若用FeCl3作絮凝剂，实践中发现废水中的c（HCO-3）越大，净水效果越好，原因是HCO3-会促进絮凝剂中的Fe3+水解，生成更多的胶体，净水效果增强
    （3）加沉淀剂是为了除去Ca2+、Mg2+，若加入生石灰和纯碱作沉淀剂，试剂添加时先加生石灰后加纯碱，理由是．此时Ca2+、Mg2+离子分别形成CaCO3、Mg（OH）2（填化学式）而沉淀下来．
    （4）向滤液2中通人Cl2的作用有两种：一是利用生成的次氯酸（填名称）具有强氧化性能杀死水中的病菌；二是将CN-氧化成CO2和N2，从而消除CN-的毒性，若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式是5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2+N2+8H+．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    1．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn总含量约为99%）回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：

    （1）①铜帽溶解时加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O （用化学方程式表示）．
    ②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去．除去H2O2的简便方法是加热至沸．
    （2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量．实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点．上述过程中反应的离子方程式如下：
    2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2 2S2O+I2═2I-+S4O62-
    ①滴定选用的指示剂为淀粉溶液，滴定终点观察到的现象蓝色褪去且30秒不恢复蓝色．
    ②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2+含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
    （3）已知pH＞11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-．下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）．
    开始沉淀的pH沉淀完全的pH
    Fe3+1.13.2
    Fe2+5.88.8
    Zn2+5.99
    实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0mol•L-1 HNO3、1.0mol•L-1 NaOH．
    由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为：⑤④①②③⑥
    ①过滤；                
    ②调节溶液pH约为10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全；
    ③过滤、洗涤、干燥；    
    ④调节溶液pH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全；
    ⑤向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；    
    ⑥900℃煅烧；
    （4）Zn（OH）2的溶度积常数为1.2×10-17（mol•L-1）3，当Zn2+沉淀完全时，此时溶液中Zn2+的浓度为1.2×10-7 mol•L-1．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．由N2和H2组成的混合气体，其平均相对分子质量为12.4，取此混合气体0.5mol充入密闭容器中，使之反应并在一定条件下达到平衡．已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.8倍，求：
    （1）反应前混合气体中N2和H2的体积比；
    （2）平衡混合气体中NH3和H2的物质的量；
    （3）达到平衡时转化的N2占起始N2的百分比．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料等已应用到社会生活和高科技领域．单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料．已知A和B均为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
    　电离能（KJ•mol）　I1　I2　I3　I4
    　A　932　1821　15390　21771
    　B　738　1541　7733　10540
    （1）某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示．该同学所画的电子排布图违背了能量最低原理．
    （2）ACl2分子中A的杂化类型为sp杂化．
    （3）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体．基态钾原子的价电子排布式为4S1，该物质中K原子和C60分子的个数比为3：1．
    （4）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si，NCl3分子的价层电子对互斥理论模型为正四面体．Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则分子中π键的数目为30．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．图1是元素周期表的一部分．已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中给出元素组成的常见单质或化合物，并存在如图2所示的转化关系（部分生成物和反应条件已略去）：
    （1）⑧的元素符号是Ca．
    （2）⑤与As两种元素中，非金属性较强的是N（填元素符号）．
    （3）用化学符号表示②⑤⑥⑦四种元素的简单离子半径由大到小是Cl-＞N3-＞O2-＞Na+．
    （4）元素③与②的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑．
    （5）若A为红棕色气体，则A、X、D的化学式分别为NO2、Fe、Fe（NO3）2．
    （6）Y由②⑥⑦三种元素组成，它的水溶液是一种生活中常见的消毒剂．As可与Y的碱性溶液反应，当消耗1mol还原剂时，消耗2.5mol氧化剂，转移5mol电子．该反应的离子方程式为5ClO-+2As+6OH-═2AsO43-+5Cl-+3H2O．

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