Question

【題目】硅單質及其化合物應用范圍很廣．請回答下列問題
（1）制備硅半導體材料必須先得到高純硅的主要方法，其生產(chǎn)過程示意圖如圖所示．

①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式
②整個制備過程必須嚴格控制無水無氧．SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式，H2還原SiHCl3過程中若混入O2 ， 可能引起的后果是 ．
（2）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃．取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩．寫出實驗現(xiàn)象其產(chǎn)生原因： ．
①2O2（g）+N2（g）=N2O4 ， （l）△H1
②N2（g）+2H2（g）=N2H4（l）△H2
③O2（g）+2H2（g）=2H2O（g）△H3
④2N2 H4 （1）+N2O4 （1）=3N2 （g）+4H2O（g）△H4=﹣1048.9kJ/mol
上述反應熱效應之間的關系式為△H4= ， 聯(lián)氨和N2O4可作為火箭助推劑，折算在標準狀況下的數(shù)據(jù)，燃爆后氣體的體積與燃爆前的體積之比為：

	N2H4	N2O4
密度/g/cm3	1.004	1.44

（3）聯(lián)氨為二元弱減，在水中的電離方程式與氨相似，聯(lián)氨第一步電離反應的平衡常數(shù)值為（已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10﹣14），．聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為 ．
（4）聯(lián)氨是一種常用的還原劑．向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液，觀察到的現(xiàn)象是 ． 聯(lián)氨可用于處理鍋爐水中的氧；防止鍋爐被腐蝕，理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點是 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiHCl3+H2 Si+3HCl；高溫下，H2遇O2發(fā)生爆炸
（2）生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，SiO32﹣與NH4+發(fā)生雙水解反應，生成氨氣和硅酸沉淀；2△H3﹣2△H2﹣△H1；1228.6
（3）N2H6（HSO4）2
（4）固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生；1；N2H4的用量少，不產(chǎn)生其他雜質（反應產(chǎn)物為N2和H2O），而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4
【解析】解；（1）①在1357K的條件下，氫氣和純SiHCl3反應生成高純硅和氯化氫：SiHCl3+H2 Si+3HCl，所以答案是：SiHCl3+H2 Si+3HCl；②SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和氫氣：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，H2還原SiHCl3過程中若混入O2 ， 高溫下，可能引起爆炸，所以答案是：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑；高溫下，H2遇O2發(fā)生爆炸；（2）SiO32﹣與NH4+發(fā)生雙水解反應生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，方程式為：SiO32﹣+2NH4++2H2O═2NH3H2O+H2SiO3↓，
所以答案是：生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，SiO32﹣與NH4+發(fā)生雙水解反應，生成氨氣和硅酸沉淀；（3）①2O2（g）+N2（g）═N2O4（l）△H1②N2（g）+2H2（g）═N2H4（l）△H2③O2（g）+2H2（g）═2H2O（g）△H3
依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算③×2﹣②×2﹣①得到④2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（g）△H4=2△H3﹣2△H2﹣△H1 ， 根據(jù)反應④可知，折算在標準狀況下的數(shù)據(jù)，燃爆后氣體的體積與燃爆前的體積之比為： = =1228.6，所以答案是：2△H3﹣2△H2﹣△H1；1228.6；（4）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似．聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH﹣ ， 平衡常數(shù)Kb= = ，× =K×Kw=8.7×107×1.0×10﹣14=8.7×10﹣7 ， 第二步電離方程式為N2H5++H2ON2H62++OH﹣ ， 因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H6（HSO4）2 ， 所以答案是：8.7×10﹣7；N2H6（HSO4）2；（4）聯(lián)胺被銀離子氧化，銀離子被還原生成單質銀，﹣2價的N元素被氧化為N2 ， 反應方程式為：N2H4+4AgBr=4Ag↓+N2↑+4HBr，因此反應出現(xiàn)現(xiàn)象為：固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生，由于肼的氧化產(chǎn)物是氮氣，不會對鍋爐造成腐蝕，而亞硫酸鈉被氧化產(chǎn)物為硫酸鈉，易生成硫酸鹽沉淀影響鍋爐的安全使用，聯(lián)胺被氧化失電子N2H4→N2失去4e﹣ ， O2→O2﹣得到4e﹣ ， 聯(lián)胺和氧氣摩爾質量都是32g/mol，則等質量聯(lián)胺和氧氣物質的量相同，理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O21kg，與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點是用量少，不產(chǎn)生其他雜質（反應產(chǎn)物為N2和H2O），而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4 ，
所以答案是：固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生；1；N2H4的用量少，不產(chǎn)生其他雜質（反應產(chǎn)物為N2和H2O），而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4 ．