硅单质.SiO2的重要性质 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

单质硅是很重要的工业产品。
(1)硅用于冶炼镁,也称硅热法炼镁。根据下列条件:
Mg(s)+ 1/2O2(g)= MgO(s)  △H1=-601.8 kJ/mol
Mg(s)= Mg(g)                △H2=+75 kJ/mol
Si(s) + O2(g) = SiO2(s)   △H3= -859.4 kJ/mol
则2MgO(s)+ Si(s)= SiO2(s)+ 2Mg(g)  △H =        
Mg-NiOOH水激活电池是鱼雷的常用电池,电池总反应是:Mg+2NiOOH+2H2O=Mg(OH)2+ 2Ni(OH)2,写出电池正极的电极反应式                       
(2)制备多晶硅(硅单质的一种)的副产物主要是SiCl4,SiCl4对环境污染很大,遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4和钡矿粉(主要成分为BaCO3,且含有Fe3+、Mg2+等离子)制备BaCl2·2H2O和SiO2等物质。工艺流程如下:

已知: 25℃ Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11;通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀就达完全。回答下列问题:
①SiCl4发生水解反应的化学方程式为_______________________________________。
②若加钡矿粉调节pH=3时,溶液中c(Fe3+)=             
③若用10吨含78% BaCO3的钡矿粉,最终得到8.4吨BaCl2·2H2O (M=244g/mol),则产率为      
④滤渣C能分别溶于浓度均为3mol/L的溶液和溶液(中性)。请结合平衡原理和必要的文字解释滤渣C能溶于3mol/L的溶液的原因______。

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氯气是十分重要的化工原料.它的用途十分广泛,除用于净水、环境消毒外,还用于生产盐酸、硅、聚氯乙烯、氯苯等.

(1)工业上可用氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,写出该反应的化学方程式
Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

(2)工业上生产半导体材料硅的流程如下:
①写出在制备粗硅时反应的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑
,在该反应的化学方程式上用单线桥标出电子的转移方向和数目

②粗硅与氯气反应后得到沸点较低的液态四氯化硅中常混有一些高沸点,难挥发性杂质,必须进行分离提纯.其提纯方法为
A
A
.(填序号)
A.蒸馏        B.过滤         C.萃取       D.结晶
③由四氯化硅通入氢气得到高纯硅和氯化氢气体,写出该反应的化学方程式:
SiCl4+2H2
 高温 
.
 
Si+4HCl↑
SiCl4+2H2
 高温 
.
 
Si+4HCl↑

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碳、硅元素的单质及其化合物是构成自然界的重要物质.
(1)甲烷是最简单的有机物,实验室可通讨下列反应制取:CH3COONa+NaOH
△CaO
CH4↑+X(已配平)
①X属于
离子
离子
晶体(填晶体类型).
②MgO晶体的熔点比CaO高,主要原因是
Mg2+半径比Ca2+小,键能较大
Mg2+半径比Ca2+小,键能较大

(2)金刚石和石墨是两种重要的碳单质.以Ni-Cr-Fe为催化剂,一定条件下可将石墨转化为金刚石.基态Cr3+离子中未成对电子数有
3
3
个.
(3)甲硅烷能与硝酸银发生如下反应:SiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag↓+SiO2↓+8HNO3该反应中氢元素被氧化,由此可判断电负性:Si
H(填“>”、“<”或“=”)
(4)下图中,能正确表示与Si同周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是
D
D
 (填标号).

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晶体硅是一种重要的非金属材料.请写出晶体硅的二种用途:
计算机芯片
计算机芯片
太阳能电池
太阳能电池
.制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3(常温下为液态,易挥发)
③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅.
已知:
Ⅰ.SiHCl3水解会生成两种气态产物,请写出其水解的化学方程式:
SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑
SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑

Ⅱ.SiHCl3 在空气中自燃.请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO↑

(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)

①装置B中的试剂是
浓H2SO4
浓H2SO4
,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
使SiHCl3气化
使SiHCl3气化

②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是
D石英管的内壁附有灰黑色晶体
D石英管的内壁附有灰黑色晶体
,装置D中发生反应的化学方程式为
SiHCl3+H2
 高温 
.
 
Si+3HCl
SiHCl3+H2
 高温 
.
 
Si+3HCl

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
先通一段时间H2,将装置中的空气排尽
先通一段时间H2,将装置中的空气排尽

④设计鉴定产品硅中是否含少量Fe单质的方法:
取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若出现红色说明含Fe,若不出现红色说明不含Fe.
取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若出现红色说明含Fe,若不出现红色说明不含Fe.

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晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要流程如图所示:

已知SiHCl3能与H2O强烈反应,生成一种可燃烧的单质气体和两种酸.请回答下列问题:
(1)写出制备粗硅的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO
SiO2+2C
 高温 
.
 
Si+2CO

(2)在生成SiHCl3的反应中,还原剂与还原产物的质量比为
14:1
14:1

(3)整个制备过程必须控制无水无氧,若有水可能发生的反应是
3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl、C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2
3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl、C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2

(4)下列关于硅及其化合物的叙述错误的是
B C D
B C D
(填字母代号)
A.二氧化硅晶体中硅氧原子间以共价键结合
B.用于现代通讯的光导纤维的主要成分是高纯度的硅
C.硅与碳位于同一主族,性质相似,在自然界中广泛存在着游离态的硅
D.SiO2和CO2都是酸性氧化物,均可与强碱(如NaOH)溶液反应,而不与任何酸反应.

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