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硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了许多奇迹。...

硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了许多奇迹。

l新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的保护下,使SiCI4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,写出该反应的化学方程式_            ___。

2已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅含少量钾、钠、铁、铜的氧化物合成氮化硅的主要工艺流程如下:

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①净化N2和H2时,铜屑的作用是           ;硅胶的作用是__________。

②在氮化炉中3Sis +2N2g =Si3N4S   △H= -727.5kJ.mol-l,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度?              ;体系中要通人适量的氢气是为了__________。

③X可能是            选填“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氢氟酸”

3工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅:

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①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水能发生剧烈反应,写出该反应的化学方程式         

②假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCI的利用率为90%,反应II中H2的利用率为9375%。则在第二轮次的生产中,补充投入HC1和H2的物质的量之比是       

 

(1)3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl (2)①除去原料气中的氧气 除去生成的水蒸气②反应是放热反应,需要控制温度防止局部过热,导致硅熔化熔合成团,阻碍与N2的接触 ; 将体系中的氧气转化为水蒸气,而易被除去(或将整个体系中空气排尽)③硝酸 (3)①SiHCl3遇水剧烈反应,化学反应方程式3SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2↑+3HCl;②5:1 【解析】 试题分析:(1)由题意知,在H2的保护下,SiCI4与N2反应生成Si3N4,该反应的化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl; (2)①Cu能与氧气反应,所以Cu屑的作用为除去原料气中的氧气;硅胶具有吸水性,可除去生成的水蒸气; ②该反应为放热反应,开始时严格控制氮气的流速以控制温度是防止局部过热,导致硅熔化熔合成团,阻碍与N2的接触;体系中要通入适量的氢气是为将体系中的氧气转化为水蒸气,而易被除去(或整个体系中空气排尽); ③氮化硅能与HF酸反应,Cu与盐酸、稀硫酸均不反应,氮化硅中混有铜粉,为除去混有的Cu,可选择硝酸,Cu与硝酸反应,而氮化硅与硝酸不反应; (3)①SiHCl3遇水剧烈反应,化学反应方程式3SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2↑+3HCl;②由题意可知:Si(粗)+ 3HCl == SiHCl3 + H2;SiHCl3+H2==Si(纯)+3HCl;根据方程式,制备1mol纯硅,循环生产中能产生3molHCl,但HCl的利用率是90%,因此需要增加[(3/0.9)-3]molHCl,循环生产中产生1molH2,但H2的利用率为93.75%,因此需增加[(1/0.9375)-1]molH2,因此,补充投入HCl 和H2的物质的量之比为:[(3/0.9)-3]:[(1/0.9375)-1]=5:1。 考点:硅及其化合物的制备、性质  
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考点分析:
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氯化亚铜广泛应用于有机合成、染料、颜料、催化剂等工业。氯化亚铜CuCl是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇、稀硝酸及稀硫酸;可溶于氨水、浓盐酸,并生成配合物NH4[CuCI2];能在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色。下图是实验室制备氯化亚铜的流程图及实验装置图。

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实验药品:铜丝20g、氯化铵20g、65%硝酸l0mL、36qo盐酸15mL、水。

1反应①的化学方程式为__________,用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是       

2本实验中通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生02的速率,宜选择下图中的      填字母序号方案。

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3实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温,主要原因是                  ;电炉加热升温至50℃时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色;当时停止通入氧气,打开瓶塞,沿            填字母口倾出棕色反应液于l000mL大烧杯中,加水500mL,即刻有大量白色沉淀析出。

4在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外,你认为还应该注意的关键问题有         

5氯化亚铜的定量分析:

①称取样品025g置于预先放入玻璃珠30粒和l0mL过量的FeCl3溶液的250mL锥形瓶中,不断摇动;玻璃珠的作用是        

②待样品溶解后,加水50mL,邻菲罗啉指示剂2滴;

③立即用0l0mol.L-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点并记录读数,再重复实验二次,测得数据如下表。

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④数据处理:计算得CuCI的纯度为      平行实验结果相差不能超过0.3%

 

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二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以C02和NH3为原料合成尿素是固定和利用C02的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应I:满分5 manfen5.com

反应Ⅱ:满分5 manfen5.com

总反应:满分5 manfen5.com

请回答下列问题:

1反应I的△H1=__________kJ.mol-1用具体数据表示

2反应Ⅱ的△S__________填“>”或“<”0,一般在__________填“高温”或“低温”情况下有利于该反应的进行。

3-定温度下在体积为VL的容器中进行反应I,下列能说明反应达到平衡状态的是        _填字母序号

A.混合气体的平均相对分子质量不再变化

B.容器内气体总压强不再变化

C.2v NH3=vCO2

D.容器内混合气体的密度不再变化

425℃时,将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充人一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应I并达到平衡。测得平衡时混合气体的总浓度为4.8×10 -3mol.L-1。则此温度下,反应I的平衡常数为          

5总反应中影响CO:平衡转化率的因素很多,下图为某特定条件下,不同水碳比nH2O/nCO2和温度影响CO2平衡转化率变化的曲线。

①其它条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是        填“提高”或“降低”水碳比。

②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图所示变化趋势的原因是__________

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③不同的氨碳比满分5 manfen5.com对C02的转化率也有影响,若开始以氨碳比等于3进行总反应,达平衡时NH3的转化率为40%,则C02的平衡转化率为       

 

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铬及其化合物在工业上有着广泛的用途,但在生产和使用过程中易产生有毒害的含铬工业废水。

I.处理含铬工业废水的常用方法是还原沉淀法,该方法的工艺流程如下:

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l上述流程的步骤①中存在如下平衡:2CrO42-黄色+2H+满分5 manfen5.comCr2072一橙色+H20。若平衡体系的pH =0时,溶液的颜色为_________色。

2第②步反应的离子方程式为            ,步骤③可通过调节第二步反应后溶液的pH使Cr3+沉淀完全,请通过计算判断当pH >6时,溶液中Cr3+是否沉淀完全:。简要写出计算过程。已知常温下,Cr OH3的溶度积Ksp=6.0 x10一31,且当溶液中离子浓度小于10 -5mol.L-l时可视作该离子不存在。

3以石墨为电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr207,电解装置如下图所示。直流电源M极的电极名称是_________,和N相连的一极的电极反应式为_____________

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Ⅱ.Cr03俗称铬酸酐,常用于制备铬的化合物。Cr03具有强氧化性,热稳定性较差。

4Cr03具有强氧化性,遇到有机物如酒精时,猛烈反应以至着火。在硫酸酸化时Cr03可将乙醇氧化成乙酸,而Cr03被还原成绿色的硫酸铬[Cr2S043]。则该反应的化学方程式为            

5Cr03的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如右图所示。请根据图示信息写出从开始加热到750K时总反应的化学方程式____     

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某无色溶液中可能含有①Na+②Ba2+③Cl-④Br -⑤S042-⑥SO32-中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:

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下列结论正确的是

A.不能确定的离子是①       B.不能确定的离子是②③

C.肯定含有的离子是①④⑥    D.肯定没有的离子是②⑤

 

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短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,常温下,z的单质能溶于w的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液。下列说法不正确的是

A.元素W的气态氢化物与M的单质可发生置换反应

B.离子半径的大小顺序为W>M>Z>X>Y

C.元素Z、M的单质在一定条件下均能和强碱溶液反应

D.元素X与Y可以形成5种以上的化合物

 

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