Question

【题目】硅单质及其化合物应用范围很广．请回答下列问题
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅的主要方法，其生产过程示意图如图所示．

①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式
②整个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式，H2还原SiHCl3过程中若混入O2 ， 可能引起的后果是 ．
（2）硅酸钠水溶液俗称水玻璃．取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡．写出实验现象其产生原因： ．
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
上述反应热效应之间的关系式为△H4= ， 联氨和N2O4可作为火箭助推剂，折算在标准状况下的数据，燃爆后气体的体积与燃爆前的体积之比为：

	N2H4	N2O4
密度/g/cm3	1.004	1.44

（3）联氨为二元弱減，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为（已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10﹣14），．联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 ．
（4）联氨是一种常用的还原剂．向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是 ． 联氨可用于处理锅炉水中的氧；防止锅炉被腐蚀，理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiHCl3+H2 Si+3HCl；高温下，H2遇O2发生爆炸
（2）生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成，SiO32﹣与NH4+发生双水解反应，生成氨气和硅酸沉淀；2△H3﹣2△H2﹣△H1；1228.6
（3）N2H6（HSO4）2
（4）固体逐渐变黑，并有气泡产生；1；N2H4的用量少，不产生其他杂质（反应产物为N2和H2O），而Na2SO3产生Na2SO4
【解析】解；（1）①在1357K的条件下，氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅和氯化氢：SiHCl3+H2 Si+3HCl，所以答案是：SiHCl3+H2 Si+3HCl；②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，H2还原SiHCl3过程中若混入O2 ， 高温下，可能引起爆炸，所以答案是：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑；高温下，H2遇O2发生爆炸；（2）SiO32﹣与NH4+发生双水解反应生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成，方程式为：SiO32﹣+2NH4++2H2O═2NH3H2O+H2SiO3↓，
所以答案是：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成，SiO32﹣与NH4+发生双水解反应，生成氨气和硅酸沉淀；（3）①2O2（g）+N2（g）═N2O4（l）△H1②N2（g）+2H2（g）═N2H4（l）△H2③O2（g）+2H2（g）═2H2O（g）△H3
依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2﹣②×2﹣①得到④2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（g）△H4=2△H3﹣2△H2﹣△H1 ， 根据反应④可知，折算在标准状况下的数据，燃爆后气体的体积与燃爆前的体积之比为： = =1228.6，所以答案是：2△H3﹣2△H2﹣△H1；1228.6；（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似．联氨第一步电离方程式为N2H4+H2ON2H5++OH﹣ ， 平衡常数Kb= = ，× =K×Kw=8.7×107×1.0×10﹣14=8.7×10﹣7 ， 第二步电离方程式为N2H5++H2ON2H62++OH﹣ ， 因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6（HSO4）2 ， 所以答案是：8.7×10﹣7；N2H6（HSO4）2；（4）联胺被银离子氧化，银离子被还原生成单质银，﹣2价的N元素被氧化为N2 ， 反应方程式为：N2H4+4AgBr=4Ag↓+N2↑+4HBr，因此反应出现现象为：固体逐渐变黑，并有气泡产生，由于肼的氧化产物是氮气，不会对锅炉造成腐蚀，而亚硫酸钠被氧化产物为硫酸钠，易生成硫酸盐沉淀影响锅炉的安全使用，联胺被氧化失电子N2H4→N2失去4e﹣ ， O2→O2﹣得到4e﹣ ， 联胺和氧气摩尔质量都是32g/mol，则等质量联胺和氧气物质的量相同，理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O21kg，与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是用量少，不产生其他杂质（反应产物为N2和H2O），而Na2SO3产生Na2SO4 ，
所以答案是：固体逐渐变黑，并有气泡产生；1；N2H4的用量少，不产生其他杂质（反应产物为N2和H2O），而Na2SO3产生Na2SO4 ．