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硅及其化合物是重要的材料,应用范围很广。请回答下列问题: (1)制备硅半导体材料...

硅及其化合物是重要的材料,应用范围很广。请回答下列问题:

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:

①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成,该反应的化学方程式为______________

②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:________________

SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3HCl和另一种物质,写出并配平该化学反应方程式:________________

(2)水泥属于硅酸盐工业产品,是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaOSiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:

回答下列问题:

①在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________,还可使用_________代替硝酸。

②沉淀A的主要成分是__________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为________

③加氨水过程中加热的目的是_______。沉淀B的主要成分为_______________(写化学式)

 

SiO2+3CSiC+2CO↑ SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑ 将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ H2O2 SiO2 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 防止胶体生成,易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 【解析】 (2)水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物,加入氯化铵、盐酸和硝酸,由于二氧化硅与酸不反应,则得到的沉淀A为SiO2,滤液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+等离子,加入氨水调节pH4~5,可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,加热的目的是防止生成胶体而难以分离,滤液主要含有Ca2+,加入草酸铵可生成草酸钙沉淀。 (1)①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成,该反应的化学方程式为:SiO2+3CSiC+2CO↑; ②纯SiHCl3和氢气反应生成硅和氯化氢,化学反应方程式:SiHCl3+H2Si+3HCl ③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气,反应方程式:SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑ (2)①铁离子在pH较小时易生成沉淀,加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子,为避免引入新杂质,还可用过氧化氢代替硝酸,故答案为:将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+;H2O2; ②由以上分析可知沉淀A为SiO2,不溶于强酸但可与一种弱酸反应,应为与HF的反应,方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,故答案为:SiO2;SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O; ③滴加氨水,溶液呈碱性,此时不用考虑盐类水解的问题,加热的目的是防止生成胶体而难以分离,生成的沉淀主要是Al(OH)3、Fe(OH)3,故答案为:防止胶体生成,易沉淀分离;Al(OH)3、Fe(OH)3;  
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某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu发生的氧化还原反应,实验记录如下表所示,下列说法错误的是(   

序号

实验步骤

充分振荡,加入2mL蒸馏水

充分振荡,加入2mL蒸馏水

充分振荡,加入2mL蒸馏水

实验现象

铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象

铜有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀

铜有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色加入蒸馏水后无白色沉淀

 

 

A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被还原

B.对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液中阴离子种类有关

C.实验Ⅱ、Ⅲ中加水后c(Cu2+)相同

D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀

 

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已知Ka(CH3COOH)=1.7×10-5Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5。常温下,用0.01mol·L-1氨水滴定20mL浓度均为0.01mol·L-1HClCH3COOH混合溶液,相对导电能力随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(    )

A.a点的混合溶液中c(CH3COO-)约为1.7×10-5mol·L-1

B.b点的混合溶液中:c(CH3COOH)c(NH4+)

C.c点的混合溶液中:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

D.混合溶液pH=7时,加入氨水体积大于40mL

 

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我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液,充电、放电时,复合膜层间的H2O解离成H+OH-,工作原理如图所示。下列说法错误的是(   

A.a膜是阳离子膜,b膜是阴离子膜

B.放电时负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-

C.充电时CO2在多孔Pd纳米片表面转化为甲酸

D.外电路中每通过1mol电子,复合膜层间有1mol H2O解离

 

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尿素在生产生活中应用非常广泛,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)是工业上合成氮肥尿素的主要方法,在生产条件下,单位时间内获得尿素的产量与压强及n(NH3)n(CO2)的关系如图甲所示。当氨碳比n(NH3)n(CO2)=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图乙所示。下列说法不正确的是

A.NH3CO2表示速率,v(NH3)v(CO2)=2:1

B.若开始投料按照n(NH3)n(CO2)21投料,平衡后若压缩容器的体积,则再次平衡时c(NH3)比压缩前小

C.A点的逆反应速率小于B点的正反应速率

D.由图乙可知NH3的平衡转化率为30

 

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下列装置或操作能达到实验目的的是

A.①② B.③④ C.②③④ D.①②③④

 

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