Ⅰ.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。冷却的作用是 。
(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 。
Ⅱ.(1)甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol-1,bkJ·mol-1,ckJ·mol-1,工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气(CO、H2),其热化学反应方程式为 。
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,三种难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小的顺序为 。
(1)室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH3COONa溶液中,设由水电离产生的OH-的物质的量浓度分别为A和B,则A________B(填“>”、“=”或“<”)。
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红色,若向该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,所观察到的现象是_________________________,其原因是_________________________。
(3)对于盐AmBn的溶液:①若为强酸弱碱盐,其水解的离子方程式是_______________。
②若为弱酸强碱盐,其第一步水解的离子方程式是___________________________。
弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题
(1)生活中明矾常作净水剂,其净水的原理是(用离子方程式表示)。
(2)常温下,取0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合,测得混合溶液后的pH=5。写出MOH的电离方程式:。
(3)0.1mol/L的NaHA溶液中,测得溶液中的显碱性。则
①该溶液中c(H2A)c(A2-)(填“>”、“<”或“=”)。
②作出上述判断的依据是(用文字解释)。
(4)含Cr2O
的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2O
。为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾为FeSO4·7H2O。反应(I)中Cr2O72-与FeSO4的物质的量之比为。
②常温下若处理后的废水中c(Cr3+)=6.0×10-7 mol·L-1,则处理后的废水的pH=______。(Ksp[Cr(OH) 3]=6.0×10-31)
请仔细观察下列三种装置的构造示意图。根据要求回答问题:
(1)电解精炼铜(如图1)时,b极材料是________(填“纯铜”或“粗铜”);其电解质溶液能否用CuCl2替代?答:________(“能”或“否”)。
(2)碱性锌锰电池(如图2)的总反应式为Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2,该电池的负极反应式为______________________。若有0.65g锌参与了电池反应,则转移电子的物质的量为mol。
(3)铅-硫酸蓄电池(如图3)放电过程中,负极的电极反应式为,充电时,Pb电极应接电源的______极(填“正极”或“负极”)。
亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。工业设计生产NaClO2的主要流程如下:
(1)A的化学式是 ,装置III中A在 极区产生。
(2)II中反应的离子方程式是 。
(3)通电电解前,检验III中阴离子的方法和步骤是 。
(4)为防止II中制备的NaClO2被还原成NaCl,应选合适的还原剂,除双氧水外,还可以选择的还原剂是 (填字母编号)。
a.Na2O2b.FeCl2c.Na2S
(5)常温时,HClO2的电离平衡常数Ka=1.07
10-2mol·L-1,II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中
= 。
(6)气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池,用该电池电解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是
氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品应用广泛。请回答下列问题:
(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产 为基础的工业体系。
(2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入下列试剂的顺序合理的是 (填下列各项中序号)。
a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:
| 成分 |
NaCl |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
BaSO4 |
其他不溶物 |
| 质量分数(%) |
15~20 |
15~20 |
5~10 |
30~40 |
10~15 |
利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
①酸洗过程中加入的酸为 ,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 。
②过滤所得滤渣的主要成分为 。
③根据图分析,蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为 。
④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是 。