综合题15.0分
化学

9.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(主要成分为BaCO3,且含有铁、镁等离子),制备BaCl2.2H2O,工艺流程如下:

已知: ①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4

②BaCO3的相对分子质量是197;BaCl2·2H2O的相对分子质量是244

回答下列问题:

(1)SiCl4发生水解反应的化学方程式___________________

(2)SiCl4用H2还原可制取纯度很高的硅,当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量,则该反应的热化学方程式为___________________

(3)加钡矿粉调节pH=7的作用是①使Fe3+完全沉淀;②______________________

(4)调节pH=7后,此时溶液中Fe3+的浓度为___________________。KSP[Fe(OH)3]=4.0

(5)生成滤渣A的离子方程式___________________________

(6)BaCl2滤液经_________、________、过滤、________,再经真空干燥后得到BaCl2.2H2O

(7)10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O________吨。

考察知识点

  • 铁盐和亚铁盐的相互转变

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl

(2)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)   △H= +236 kJ/mol

(3)使BaCO3转化为BaCl2

(4)2.2×10-17mo/L

(5)Mg2++2OH= Mg(OH)2

(6)蒸发浓缩,降温结晶   洗涤

(7)9.76

解析

水解方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl,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:SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+236kJ/mol;使Fe3+完全沉淀;盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水,加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2,同时使使Fe3+完全沉淀,故答案为:使Fe3+完全沉淀,使BaCO3转化为BaCl2;从溶液中制取固体的方法是:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤,故答案为:蒸发浓缩;过滤.计算需要应用元素守恒。

考查方向

主要考查学生物质分离提纯、元素守恒、化学反应与能量变化、难溶电解质的沉淀溶解平衡计算、离子反应方程式书写

解题思路

工业流程解题的基本思路和原则是“更好、更快、更经济、更环保”

易错点

题干信息提取、热化学方程式书写注意事项、物质分离提纯发选择

知识点

铁盐和亚铁盐的相互转变