(2010•扬州模拟)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/06/01 23:19:03
(2010•扬州模拟)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热.研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2•2H2O,工艺流程如下.已知常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4.
(1)SiCl4水解控制在40℃以下的原因是______.
已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)△H1=+47kJ/mol;SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)△H2=+189kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为______.
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是______.
(3)加20% NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是______,控制温度70℃的目的是______.
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤,再经真空干燥后得到•2H2O.实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有______种.
(5)为体现该工艺的绿色化学思想,该工艺中能循环利用的物质是______.
(1)SiCl4水解控制在40℃以下的原因是______.
已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)△H1=+47kJ/mol;SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)△H2=+189kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为______.
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是______.
(3)加20% NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是______,控制温度70℃的目的是______.
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤,再经真空干燥后得到•2H2O.实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有______种.
(5)为体现该工艺的绿色化学思想,该工艺中能循环利用的物质是______.
(1)氯化硅水解生成原硅酸和氯化氢,水解方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl,温度高时,氯化硅的水解速率增大,氯化氢的挥发增强,且氯化氢能污染环境,温度较低时,能防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率,防止反应过于剧烈,
由盖斯定律可知:将方程式SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)△H1=+47kJ/mol和SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)△H2=+189kJ/mol相加得SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol,
故答案为:防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率,防止反应过于剧烈;SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol;
(2)碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡,反应的两种方程式为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2O↑,故答案为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2O↑;
(3)当pH=3.4时,铁离子完全生成沉淀,当pH=12.4时,镁离子完全沉淀生成氢氧化镁,Mg(OH)2,所以当pH=12.5时,滤渣A的成分是氢氧化镁,氢氧化钙;控制温度70℃的目的是确保钙离子完全除去,故答案为:Mg(OH)2,Ca(OH)2;确保钙离子完全除去(或温度越高,Ca(OH)2溶解度越小);
(4)从溶液中制取固体的方法是:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤,实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器即为玻璃仪器,有蒸发皿、玻璃棒,酒精灯,故答案为:3;
(5)依据流程分析可知,该工艺中能循环利用的物质是BaCl2溶液,故答案为:BaCl2溶液.
由盖斯定律可知:将方程式SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)△H1=+47kJ/mol和SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)△H2=+189kJ/mol相加得SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol,
故答案为:防止HCl挥发污染环境或控制SiCl4的水解速率,防止反应过于剧烈;SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol;
(2)碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡,反应的两种方程式为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2O↑,故答案为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2O↑;
(3)当pH=3.4时,铁离子完全生成沉淀,当pH=12.4时,镁离子完全沉淀生成氢氧化镁,Mg(OH)2,所以当pH=12.5时,滤渣A的成分是氢氧化镁,氢氧化钙;控制温度70℃的目的是确保钙离子完全除去,故答案为:Mg(OH)2,Ca(OH)2;确保钙离子完全除去(或温度越高,Ca(OH)2溶解度越小);
(4)从溶液中制取固体的方法是:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤,实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器即为玻璃仪器,有蒸发皿、玻璃棒,酒精灯,故答案为:3;
(5)依据流程分析可知,该工艺中能循环利用的物质是BaCl2溶液,故答案为:BaCl2溶液.
(2010•扬州模拟)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,
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