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硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料.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,该制备过程示意图如下:

(1)焦炭在过程Ⅰ中做
 
剂.
(2)过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式为
 

(3)整过生产过程必须严格控制无水.
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应方程式为
 

②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入浓H2SO4中.
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应①:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)═Si(S)+2ZnCl2(l)△H1<0
反应②:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)═Si(S)+2ZnCl2(g)△H2<0
反应③:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)═Si(S)+2ZnCl2(g)△H3<0
i.反应②的平衡常数表达式为
 

ii.对于上述三个反应,下列说明合理的是
 

a.升高温度会提高SiCl4的转化率     
b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率          
d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层.腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液.硅表面首先形成SiO2,最后转化成H2SiF6.用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程
 
考点:硅和二氧化硅,化学平衡的影响因素
专题:
分析:(1)依据碳与二氧化硅反应中元素化合价变化判断;
(2)电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气;
(3)依据反应中原子个数守恒,结合产物性质写方程式;
(4)i.K=生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比;
ii.反应2与反应1比较,反应2产物为固体和气体比反应1更易于分离,反应3与反应2比较,温度高,反应速率更快;
(5)氟化氢跟二氧化硅反应生成四氟化硅和水,四氟化硅和氟化氢直接反应生成H2SiF6
解答: 解:(1)碳与二氧化硅反应方程式为:SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑,碳元素在反应中化合价升高,发生氧化反应,碳做还原剂;
故答案为:还原;
(2)电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,方程式为:2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2↑;
故答案为:2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2↑;
(3)根据SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸信息,反应物是SiCl4和水,生成物为二氧化硅,根据氧原子守恒,水分子前的系数为2,根据氢原子和氯原子守恒,另一产物为氯化氢,氯化氢前的系数为4,据此即可写出化学反应方程式SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl,
故答案为:SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl;
(4)i.SiCl4(g)+2Zn(l)═Si(S)+2ZnCl2(g)平衡常数表达式为:K=
[ZnCl2]2
[SiCl4]

故答案为:K=
[ZnCl2]2
[SiCl4]

ii.①对于三个反应,反应热都是△H<0表示放热,
a.升高温度,平衡向吸热的方向移动,所以会降低SiCl4的转化率,故a错误;
b.Si遇氧气在高温的条件下反应生成二氧化硅,所以还原过程需在无氧的气氛中进行,b正确;
c.有气体参加的反应,增大压强,能加快反应的速率,对于三个反应,都有气体参与,所以增大压强,能提高反应的速率,故c正确;
d.Na、Mg都是还原性比较强的金属,可以代替Zn还原SiCl4,故d正确;
故答案为:bcd;
(5)二氧化硅和氢氟酸:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;SiF4+2HF=H2SiF6,所以用稀HNO3和HF的混合液,硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6的化学方程式为SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O,
故答案为:SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O.
点评:本题考查了硅及其化合物的性质及化学平衡相关知识,掌握平衡移动原理的运用,掌握硅及其化合物的性质是解答的关键,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

CO2溶于水,所得溶液能导电,但CO2不是电解质.
 
.(判断对错)

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科目:高中化学 来源: 题型:

如果Mg2-、NO3-、Na-和M四种离子以物质的量之比为1:2:4:2共同存在同一种溶液中,那么M可能是(  )
A、K+
B、Cl-
C、CO32-
D、SO42-

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法中正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)(  )
A、0.1 mol H2O中所含的原子总数是0.3NA
B、在常温常压下,11.2L氯气所含的原子数为NA
C、标准状况下,22.4L氢气所含的质子数为2 2.4NA
D、2L 1mol?L-1K2SO4溶液中离子的总数为3 NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列各组物质分类正确的是(  )
氧化物
A硫酸Na2CO3CaSO4Fe2O3
BHCl烧碱Na2CO3CaO
C碳酸CaSO4NaHCO3干冰
D干冰NaOH食盐石灰石
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列叙述正确的是(  )
A、根据α 粒子散射现象,提出带核的原子结构模型的科学家是玻尔
B、氯气是瑞典化学家舍勒首先发现的
C、海水中含有丰富的碘元素,因此碘被称为“海洋元素”
D、溴化银具有感光性,可用于人工降雨

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列关于氯气的叙述正确的是(  )
A、氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰
B、氯气的水溶液用于漂白,是利用氯气的强氧化性
C、铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2
D、当有大量氯气逸到空气中时,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住鼻子

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列各组中两种物质在溶液中的反应,能用同一离子方程式表示的是(  )
A、铁和稀盐酸、铁和稀醋酸
B、FeCl3和NaOH、FeCl3和NH3?H2O
C、BaCl2+H2SO4;   Ba(OH)2+Na2SO4
D、NaHCO3+NaOH;  NaHSO4+NaOH

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列叙述正确的是(  )
A、水的摩尔质量是18g
B、标准状况下,1.8L CCl4和1.8L NH3所含分子个数相同
C、在标准状况下,1mol任何物质的体积都约为22.4L
D、将73gHCl溶于水中配成1L溶液,所得溶液物质的量浓度是2mol/L

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