題目列表(包括答案和解析)
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許多金屬都可以通過電解的方法達(dá)到精煉的目的,下列有關(guān)該方法的敘述正確的是 | |
A. |
雜質(zhì)的粗金屬做陽極,與電源正極相連 |
B. |
陰極只要是導(dǎo)體即可,與精煉過程無關(guān) |
C. |
電解質(zhì)溶液除了含有精煉的金屬離子外,絕對不能含有其他金屬離子 |
D. |
在精煉過程中,電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生任何變化 |
清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一,硅片化學(xué)清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)(如某些有機(jī)物,無機(jī)鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機(jī)溶劑、雙氧水、濃酸、強(qiáng)堿等。其中去除硅的氧化物,通常用一定濃度的HF溶液,室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面,增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反應(yīng)25~35 min,效果良好。
回答下列問題
(1)能否用玻璃試劑瓶來盛HF溶液,為什么?用化學(xué)方程式加以解釋 ;
(2)寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式 ,對單晶制絨1990年化學(xué)家Seidel提出了一種的電化學(xué)模型,他指出Si與NaOH溶液的反應(yīng),首先是Si與OH一反應(yīng),生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4;诖嗽矸治龇磻(yīng)中氧化劑為 。
(3)本;瘜W(xué)興趣小組同學(xué),為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實(shí)驗:
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實(shí)驗事實(shí) |
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事實(shí)一 |
水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。 |
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事實(shí)二 |
盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。 |
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事實(shí)三 |
普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。 |
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事實(shí)四 |
在野外環(huán)境里,用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH,點(diǎn)著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
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事實(shí)五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有l(wèi)gNaOH(0.025mol)的溶液,小心加熱(稍微預(yù)熱),收集到約1700mL H2,很接近理論值(1600mL)。 |
結(jié)論:從實(shí)驗上說明堿性水溶液條件下,H2O可作 劑;NaOH作 劑,降低反應(yīng) 。高溫?zé)o水環(huán)境下,NaOH作 劑。
(4)在太陽能電池表面沉積深藍(lán)色減反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)與氨氣(NH3)在等離子體中反應(yīng)。硅烷是一種無色、有毒氣體,常溫下與空氣和水劇烈反應(yīng)。下列關(guān)于硅烷、氮化硅的敘述不正確的是 。
A.在使用硅烷時要注意隔離空氣和水,SiH4能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2;
B.硅烷與氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反應(yīng)中NH3作氧化劑;
C.它們具有卓越的抗氧化、絕緣性能和隔絕性能,化學(xué)穩(wěn)定性很好,不與任何酸、堿反應(yīng);
D.氮化硅晶體中只存在共價鍵,Si3N4是優(yōu)良的新型無機(jī)非金屬材料。
清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一,硅片化學(xué)清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)(如某些有機(jī)物,無機(jī)鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機(jī)溶劑、雙氧水、濃酸、強(qiáng)堿等。其中去除硅的氧化物,通常用一定濃度的HF溶液,室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面,增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反應(yīng)25~35 min,效果良好。
回答下列問題
(1)能否用玻璃試劑瓶來盛HF溶液,為什么?用化學(xué)方程式加以解釋 ;
(2)寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式 ,對單晶制絨1990年化學(xué)家Seidel提出了一種的電化學(xué)模型,他指出Si與NaOH溶液的反應(yīng),首先是Si與OH一反應(yīng),生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4;诖嗽矸治龇磻(yīng)中氧化劑為 。
(3)本;瘜W(xué)興趣小組同學(xué),為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實(shí)驗:
| | 實(shí)驗事實(shí) |
| 事實(shí)一 | 水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。 |
| 事實(shí)二 | 盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。 |
| 事實(shí)三 | 普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。 |
| 事實(shí)四 | 在野外環(huán)境里,用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH,點(diǎn)著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
| 事實(shí)五 | 1g(0.036mo1)Si和20mL含有l(wèi)gNaOH(0.025mol)的溶液,小心加熱(稍微預(yù)熱),收集到約1700mL H2,很接近理論值(1600mL)。 |
| | 實(shí)驗事實(shí) |
| 事實(shí)一 | 水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。 |
| 事實(shí)二 | 盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。 |
| 事實(shí)三 | 普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。 |
| 事實(shí)四 | 在野外環(huán)境里,用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH,點(diǎn)著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
| 事實(shí)五 | 1g(0.036mo1)Si和20mL含有l(wèi)gNaOH(0.025mol)的溶液,小心加熱(稍微預(yù)熱),收集到約1700mL H2,很接近理論值(1600mL)。 |
(15分)納米級Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效應(yīng),其具有特殊的光學(xué)、電學(xué)及光電化學(xué)性質(zhì),在太陽電池、傳感器、超導(dǎo)體、制氫和電致變色、環(huán)境中處理有機(jī)污染物等方面有著潛在的應(yīng)用。
Ⅰ.納米氧化亞銅的制備
(1)四種制取Cu2O的方法如下:
①火法還原。用炭粉在高溫條件下還原CuO;
②最新實(shí)驗研究用肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2可制備納米級Cu2O,同時放出N2。
已知:N2H4(l)+O2(g)
N2(g)+2H2O(l)
△H=-a
kJ/mol
Cu(OH)2(s)
CuO(s)+H2O(l) △H=b kJ/mol
4CuO(s)
2Cu2O(s)+O2(g)
△H=c
kJ/mol
則該方法制備Cu2O的熱化學(xué)方程式為 。
③工業(yè)中主要采用電解法:用銅和鈦?zhàn)麟姌O,電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液,電解總方程式為:2Cu+H2O
Cu2O+H2↑,則陽極反應(yīng)式為:
。
④還可采用Na2SO3還原CuSO4法:將Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定濃度的溶液,通入蒸氣加熱,于100℃~104℃間反應(yīng)即可制得。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
Ⅱ.納米氧化亞銅的應(yīng)用
(2)用制得的Cu2O進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗
①一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入10. 0 mol水蒸氣,發(fā)生反應(yīng):
2H2O(g)
2H2(g)+O2(g)
△H=+484 kJ·mol-1
T1溫度下不同時段產(chǎn)生O2的量見下表:
|
時間/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
|
n(O2)/mol |
1.0 |
1.6 |
2.0 |
2.0 |
前20 min的反應(yīng)速率 v(H2O)= ;該該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K= ;若T2溫度下K=0.4,T1 T2(填>、<、=)
②右圖表示在t1時刻達(dá)到平衡后,只改變一個條件又達(dá)到平衡的不同時段內(nèi),H2的濃度隨時間變化的情況,則t1時平衡的移動方向為 ,t2時改變的條件可能為 ;若以K1、K2、K3分別表示t1時刻起改變條件的三個時間段內(nèi)的平衡常數(shù),t3時刻沒有加入或減少體系中的任何物質(zhì),則K1、K2、K3的關(guān)系為 ;
![]()
③用以上四種方法制得的Cu2O在其它條件相同下分別對水催化分解,產(chǎn)生氫氣的速率v隨時間t變化如圖所示。下列敘述正確的是 。
![]()
A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相對較高
B.方法④制得的Cu2O作催化劑時,水的平衡轉(zhuǎn)化率最高
C.催化效果與Cu2O顆粒的粗細(xì)、表面活性等有
D.Cu2O催化水分解時,需要適宜的溫度
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