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多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O,工艺流程如图所示。已知常温下Fe3、Mg2完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

(1)SiCl4水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。
已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=+47 kJ·mol1
Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(s)+H2(g) ΔH2=-189 kJ·mol1
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为__________________________________。
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是_________________________。
(3)加20% NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是________,控制温度70 ℃的目的是____________________________________________。
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。实验室中蒸发浓缩,用到的含硅酸盐的仪器有__________种。
(5)为体现该工艺的绿色化学思想,该工艺中能循环利用的物质是____________。
(1)防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率,防止反应过于剧烈 SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+236 kJ·mol1
(2)BaCO3+2H=Ba2+CO2↑+H2O
(3)Mg(OH)2、Ca(OH)2 确保钙离子完全除去[或温度越高,Ca(OH)2溶解度越小]
(4)3 (5)BaCl2
根据题中信息SiCl4与水反应时,强烈水解并放出大量的热,控制温度较低,可以降低反应速率,减少HCl的挥发。将题给的两个热化学方程式相减,便得到制硅的热化学方程式。(2)过滤后溶液为盐酸,与碳酸钡发生反应,碳酸钡难溶,写离子方程式时,应保留化学式。(3)根据题中的信息,常温下Fe3、Mg2完全沉淀的pH分别是3.4、12.4,因此调节pH=7时滤渣的主要成分是Fe(OH)3,pH=12.5时滤渣的主要成分是Mg(OH)2,同时控制温度较高时,Ca(OH)2溶解度减小,有Ca(OH)2生成。(4)蒸发浓缩时,需要用到酒精灯、蒸发皿、玻璃棒。(5)过滤④的滤液中含有大量的氯化钡,可以循环利用。
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列仪器:①普通漏斗;②容量瓶;③蒸馏烧瓶;④天平;⑤分液漏斗;⑥滴定管;⑦燃烧匙。常用于物质分离的是   (  )。
A.①③④B.①②⑥ C.①③⑤D.③④⑦

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

某无色溶液中含有大量Na2SO4、Na2CO3、NaOH,为验证其中所含的阴离子,若限定只取一次待测液,则加入试剂顺序正确的是(  )
A.酚酞、BaCl2、盐酸    B.BaCl2、盐酸、酚酞
C.BaCl2、酚酞、盐酸D.酚酞、盐酸、BaCl2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是:
A.用图1所示装置分离有机层和水层
B.用图2所示装置从食盐水中提取NaCl
C.用图3所示装置用水来吸收HCl
D.用图4所示装置收集并检验氨气

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)四种溶液(不考虑它们间的相互反应)的试剂组是(  )
A.盐酸、硫酸B.盐酸、氢氧化钠溶液
C.氨水、硫酸D.氨水、氢氧化钠溶液

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

“脚印”、“笑脸”、“五环”等焰火让北京奥运会开幕式更加辉煌壮观,这些五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法错误的是(     )
A.观察K2SO4的焰色反应要透过蓝色的钴玻璃
B.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C.可以用焰色反应来区别NaCl和KCl
D.焰色反应一定发生化学变化

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。
【查阅资料】①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃;②2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。
【设计实验】 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:

请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:_______________________。
(2)E装置的作用是_______________________________________。
如果拆去B装置,可能的后果是_______________________________________
_________________________。
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:_____________________________
实验中可以用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替F+G装置,使实验更简便。
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:______________________________;
实验室保存三氯化硼的注意事项是__________________________________。
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是________(填序号),并解释原因:________。
①先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
(6)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:
________________________________________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:

生成氢氧化物沉淀的pH
 
Mg(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
9.4
6.3
1.5
完全沉淀时
12.4
8.3
2.8
 
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为                         
(2)加氨水调节溶液的PH范围为               
(3)滤渣2 的成分是           (填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↓+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是          (填化学式)。
②B中盛放的溶液是          (填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液  c.稀硫酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:                             

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为(MgCO3,舍少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:

(1)通入O2氧化时,发生反应的离子方程式为____________________。
(2)滤渣2的成分是_________(填化学式)
(3)流程图中“操作步骤”为                       、过滤等操作,得到MgSO4·7H2O晶体。对MgSO4·7H2O晶体直接加热       (填“能”或“不能”)得到无水MgSO4固体。
(4)长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg(OH)2,该反应的化学方程式为                                  
(5)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:
pH
< 8.0
8.0 ~ 9.6
> 9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25℃时,向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为                  [25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12)]。
(6)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑; MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑;
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑。
①若在实验室中煅烧硫酸镁,需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要        
A.蒸发皿      B.坩埚        C.泥三角        D.石棉网
②用下列实验装置检验煅烧产生的气体中含有SO2、CO2气体(加热装置略去,部分装置可以重复使用)。

正确的连接顺序是a→b→                       (按接口连接)。B中盛放的试剂是                ,确定存在二氧化碳气体的实验现象是                         

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