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。
19.某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:
i.Fe3+ 在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;
[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色) + nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色) + nH3O+(n = 0~6) ;
ii. [FeCl4(H2O)2]-为黄色。
进行实验:
实验I:
实验II:
分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。
图1 Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线
图2 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
(1)实验I中,试管②溶液变为无色的原因是_______________。
(2)实验I中,试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是__________________。
(3)由实验II图1、2可知:加热时,溶液颜色_________(填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)由实验II,可以得出如下结论:
[结论一] FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-
得出此结论的理由是_________。
[结论二] 结论一中反应的ΔH _________(填“>0”或“<0”)。
(5) 实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。实验方案:取试管①中溶
液,__________________(请描述必要的实验操作和现象)。
10.将0.2 mol•L-1的KI溶液和0.05 mol•L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
18.下列实验操作、现象和结论均正确的是
(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
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。
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
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”
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