Question

（12分）多晶硅（硅單質的一種）被稱為“微電子大廈的基石”，制備中副產物以SiCl₄為主，它環境污染很大，能遇水強烈水解，放出大量的熱。研究人員利用SiCl₄水解生成的鹽酸和鋇礦粉（主要成分為BaCO₃，且含有鐵、鎂等離子），制備BaCl₂．2H₂O，工藝流程如下：

已知：

①常溫下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的PH分別是3.4、12.4

②BaCO₃的相對分子質量是197；BaCl₂．2H₂O的相對分子質量是244

回答下列問題：

⑴SiCl₄發生水解反應的化學方程式_______________________________________

⑵SiCl₄用H₂還原可制取純度很高的硅，當反應中有1mol電子轉移時吸收59KJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_____________________________________________

⑶加鋇礦粉調節PH=7的作用是①使BaCO₃轉化為BaCl₂ ②_______________________

⑷生成濾渣A的離子方程式__________________________________________

⑸BaCl₂濾液經______、________、過濾、_________，再經真空干燥后得到BaCl₂．2H₂O

⑹10噸含78.8% BaCO₃的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl₂．2H₂O___________噸。

 

Answer 1

【答案】

（1）SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl。

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

（3）使Fe³⁺完全沉淀。         （4）Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓

（5）蒸發濃縮，降溫結晶，洗滌。     （6）9.76

【解析】

試題分析：（1）SiCl₄發生水解反應的化學方程式為：SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl。

（2）1mol SiCl₄被還原成Si時轉移4mol電子，所以熱化學方程式為：SiCl₄(s)+2H₂(g)=Si(s)+4HCl(g)  △H=+236KJ/mol。

（3）根據題意可知pH=7時，Fe³⁺完全沉淀。

（4）當pH=12.5時，Mg²⁺完全沉淀，所以濾渣A是Mg(OH)₂，反應方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH)₂↓。

（5）BaCl₂濾液經蒸發濃縮，降溫結晶，過濾，洗滌再真空干燥后得到BaCl₂．2H₂O。

（6）根據BaCO₃—BaCl₂·2H₂O可知10噸含78.8% BaCO₃的鋇礦理論上產生BaCl₂·2H₂O為。

考點：工藝流程

點評：本題主要考查學生對工藝流程的分析能力，難度適中。