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晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:

①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气体;

②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HClSiHCl3+H2);

③SiHCl3与过量的H2在1 100~1 200 ℃的温度下反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水剧烈反应,在空气中易自燃。

请回答:

(1)第一步制取粗硅的化学反应方程式为 。

(2)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。

(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去):

①装置B中的试剂是 ,装置C中的烧杯需要加热,目的是 。

②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式是 。

③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。

 

(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)分馏(或蒸馏)

(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化

②有固体物质生成 在题给反应温度下(1 100~1 200 ℃),普通的玻璃会软化

SiHCl3+H2Si+3HCl

③排尽装置中的空气

【解析】(3)①因SiHCl3与水强烈反应,故A中产生的H2必须干燥,因此B中的试剂为浓H2SO4,且C烧瓶需加热,其目的是使SiHCl3汽化,加快其与H2的反应速率。②石英管中产生的物质应为硅,故D中有固体产生,由题给信息,制纯硅的反应条件为1 100~1 200 ℃,此温度下普通的玻璃容易软化。③因高温下H2与O2反应容易爆炸,故还应排尽装置中的空气。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--线索综合3 题型:简答题

某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。

(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为           ,总反应的离子方程式为           ,有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)       。

①溶液中Na+向A极移动

②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子

(2)上述实验反应一小段时间后,再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为         。

(3)该小组同学认为如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,则可以设想用如下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为      。此时通过阴离子交换膜的离子数      (填”大于”或”小于”或”等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口       (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。

③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因                 。

④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为                    。

⑤燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼(分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式?      ?     。

 

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科目:高中化学 来源:2014江苏常熟市高二化学期末模拟4(必修2、选修4、结构)试卷(解析版) 题型:选择题

对于常温下pH=2的盐酸和pH=3的醋酸,下列说法正确的是

A.pH=2的盐酸中:c(H+)=c(Cl-) + c(OH-)

B.pH=3的醋酸中:c(H+)=3.0 mol·L-1

C.pH=2的盐酸与pH=3的醋酸中溶质的物质的量浓度之比为10:1

D.pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.3铜及其化合物 金属材料与复合材料练习卷(解析版) 题型:填空题

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

回答下列问题:

(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:

2Fe3++Fe=3Fe2+

2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O

Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+

加入铁屑的作用是 。

(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在 范围。

(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+??Fe3++3H2O的平衡常数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

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。

(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用 方法。

 

TiCl4

SiCl4

熔点/℃

-25.0

-68.8

沸点/℃

136.4

57.6

 

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.3铜及其化合物 金属材料与复合材料练习卷(解析版) 题型:选择题

氢化亚铜(CuH)是一种不稳定的物质,能在氯气中燃烧,也能与酸反应。用CuSO4溶液和“某物质”在40~50 ℃时反应可生成CuH。下列叙述中错误的是(  )。

A.“某物质”具有还原性

B.CuH与盐酸反应可能产生H2

C.CuH与足量稀硝酸反应:CuH+3H++NO3-=Cu2++NO↑+2H2O

D.CuH在氯气中燃烧:CuH+Cl2=CuCl+HCl

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.1硅 无机非金属材料练习卷(解析版) 题型:选择题

寿山石主要成分为叶蜡石,叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O,下列观点不正确的是(  )。

A.寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触

B.寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物

C.潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质

D.置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.1硅 无机非金属材料练习卷(解析版) 题型:选择题

2013年我国载人飞船再次升空,显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(  )。

A.它耐高温抗氧化

B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆

C.它没有固定熔点

D.它是一种新型无机非金属材料

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版3.3硫的转化练习卷(解析版) 题型:选择题

如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是(  )。

A.蓝色石蕊试纸先变红后退色

B.品红试纸、沾有酸性KMnO4溶液的滤纸均退色,证明SO2具有漂白性

C.湿润淀粉?KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2

D.NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版2.1元素与物质的分类练习卷(解析版) 题型:填空题

汽车尾气是造成大气污染的主要原因之一,在汽车排气管上安装“催化转换器”使汽车的尾气转换成无毒气体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,如图为气体转换的微观过程。请你根据图示回答下列问题:

(1)A、B、C三种物质可以归为一类的依据是 。

(2)将C归为化合物,将D归为单质的理由 。

(3)用化学反应方程式表示为 。化学变化过程中消耗的A物质和生成的C物质的质量比为 。

(4)从微观的角度去描述你获得的关于化学变化的有关信息(答出一条即可) 。

 

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