硅在地壳中的含量较高,在自然界中硅主要以硅的氧化物和硅酸盐的形式存在。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。下图为一种工业上提纯硅的路线:
相关信息如下:
a.硼、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
b.有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | FeCl3 | PCl5 | Si | SiH4 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | 315 | — | 2355 | -111.9 |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | 1410 | — |
升华温度/℃ | — | — | 300 | 162 | — | — |
请回答下列问题:
(1)SiCl4的电子式:________________;
(2)写出①的化学方程式________________________________________;
(3)①SiO2是硅酸盐玻璃的主要成分,盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,写出发生反应的离子方程式 ______________________________________________________________
②硅能与NaOH溶液反应,但同主族元素金属锗(Ge)不易溶于NaOH溶液,但有H2O2存在时,锗能与NaOH溶液反应生成锗酸盐,请写出化学反应方程式 ______________________________________________________________
(4)用强还原剂LiAlH4在乙醚介质中还原SiCl4,制得高纯度的甲硅烷SiH4,SiH4极易水解生成SiO2·nH2O和另一种气体。写出SiH4水解的化学反应方程式 __________________________________________________________________
(5)下列有关含硅材料说法正确的是_______________ (填字母)
A. 沸点:SiCl4 > SiH4
B. 金刚砂的有效成分是氮化硅,硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C. 玻璃、陶瓷、水泥是广泛使用的三大新型硅酸盐材料
D. 人工制造的分子筛(一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作吸附剂和催化剂等。
E. 锗、锡、铅的+4价氢氧化物的碱性强弱顺序:Ge(OH)4 < Sn(OH)4 < Pb(OH)4
(6)粗硅中常含有铁、硼、磷等杂质,步骤②需在无氧无水环境下,控制温度在460℃左右得到SiCl4粗品,欲提纯SiCl4,步骤③采用的工艺方法依次是沉降、冷凝和_____________,需收集温度在_________℃左右的馏分。
高三化学简答题中等难度题
硅在地壳中的含量较高,在自然界中硅主要以硅的氧化物和硅酸盐的形式存在。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。下图为一种工业上提纯硅的路线:
相关信息如下:
a.硼、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
b.有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | FeCl3 | PCl5 | Si | SiH4 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | 315 | — | 2355 | -111.9 |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | 1410 | — |
升华温度/℃ | — | — | 300 | 162 | — | — |
请回答下列问题:
(1)SiCl4的电子式:________________;
(2)写出①的化学方程式________________________________________;
(3)①SiO2是硅酸盐玻璃的主要成分,盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,写出发生反应的离子方程式 ______________________________________________________________
②硅能与NaOH溶液反应,但同主族元素金属锗(Ge)不易溶于NaOH溶液,但有H2O2存在时,锗能与NaOH溶液反应生成锗酸盐,请写出化学反应方程式 ______________________________________________________________
(4)用强还原剂LiAlH4在乙醚介质中还原SiCl4,制得高纯度的甲硅烷SiH4,SiH4极易水解生成SiO2·nH2O和另一种气体。写出SiH4水解的化学反应方程式 __________________________________________________________________
(5)下列有关含硅材料说法正确的是_______________ (填字母)
A. 沸点:SiCl4 > SiH4
B. 金刚砂的有效成分是氮化硅,硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C. 玻璃、陶瓷、水泥是广泛使用的三大新型硅酸盐材料
D. 人工制造的分子筛(一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作吸附剂和催化剂等。
E. 锗、锡、铅的+4价氢氧化物的碱性强弱顺序:Ge(OH)4 < Sn(OH)4 < Pb(OH)4
(6)粗硅中常含有铁、硼、磷等杂质,步骤②需在无氧无水环境下,控制温度在460℃左右得到SiCl4粗品,欲提纯SiCl4,步骤③采用的工艺方法依次是沉降、冷凝和_____________,需收集温度在_________℃左右的馏分。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
硅在地壳中的含量较高,在自然界中硅主要以硅的氧化物和硅酸盐的形式存在。高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。下图为一种工业上提纯硅的路线:
相关信息如下:
a.硼、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
b.有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | FeCl3 | PCl5 | Si | SiH4 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | 315 | — | 2355 | -111.9 |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | 1410 | — |
升华温度/℃ | — | — | 300 | 162 | — | — |
请回答下列问题:
(1)SiCl4的电子式:________________;
(2)写出①的化学方程式________________________________________;
(3)①SiO2是硅酸盐玻璃的主要成分,盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,写出发生反应的离子方程式 ______________________________________________________________
②硅能与NaOH溶液反应,但同主族元素金属锗(Ge)不易溶于NaOH溶液,但有H2O2存在时,锗能与NaOH溶液反应生成锗酸盐,请写出化学反应方程式 ______________________________________________________________
(4)用强还原剂LiAlH4在乙醚介质中还原SiCl4,制得高纯度的甲硅烷SiH4,SiH4极易水解生成SiO2·nH2O和另一种气体。写出SiH4水解的化学反应方程式 __________________________________________________________________
(5)下列有关含硅材料说法正确的是_______________ (填字母)
A. 沸点:SiCl4 > SiH4
B. 金刚砂的有效成分是氮化硅,硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C. 玻璃、陶瓷、水泥是广泛使用的三大新型硅酸盐材料
D. 人工制造的分子筛(一种具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作吸附剂和催化剂等。
E. 锗、锡、铅的+4价氢氧化物的碱性强弱顺序:Ge(OH)4 < Sn(OH)4 < Pb(OH)4
(6)粗硅中常含有铁、硼、磷等杂质,步骤②需在无氧无水环境下,控制温度在460℃左右得到SiCl4粗品,欲提纯SiCl4,步骤③采用的工艺方法依次是沉降、冷凝和_____________,需收集温度在_________℃左右的馏分。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
工业上常用SiO2与C在高温下发生反应制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是( )
A.硅元素在地壳中含量居第二位,主要以单质硅和硅酸盐的形式存在
B.纯净的SiO2只能用于制造光导纤维
C.SiC因有很高的化学稳定性和热稳定性,故可用作高温结构陶瓷材料。
D.制造粗硅时的上述反应方程式为:2SiO2+5CSi+SiC+4CO↑
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有 。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -30.4 | -84.9 | -111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为: 。
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有 。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -30.4 | -84.9 | -111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为: 。
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
下列有关硅及其化合物的说法正确的是
A.单质硅常用作半导体和光导纤维材料
B.硅在自然界中只以化合态的形式存在
C.SiO2与纯碱高温生成CO2,说明硅酸的酸性比碳酸强
D.SiO2是非金属氧化物,它不与任何酸反应
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g) ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间 (已知磷酸的各级电离常数为:K1 = 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
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(9分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1 = 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg4.2≈0.6) 。Na2HPO4 溶液显碱性,若向其溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O= 20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
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