題目列表(包括答案和解析)
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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)(如某些有機物,無機鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。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
Ⅰ.(1)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 。
(2)本;瘜W(xué)興趣小組同學(xué),為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實驗:
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實驗事實 |
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事實一 |
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,點著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
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事實五 |
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) 。高溫無水環(huán)境下,NaOH作 劑。
Ⅱ.在工業(yè)中利用鎂制取硅:2Mg+SiO2
2MgO+Si,同時有副反應(yīng)發(fā)生:2Mg+Si
Mg2Si,Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷),SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置:
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由于氧氣的存在對該實驗有較大影響,實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。 a.石灰石 b.鋅! .純堿
(4)實驗開始時,必須先通入X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是______________________________,當反應(yīng)開始后,移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進行,其原因是___________________________。
(5)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸。可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為_______________________________________。
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)(如某些有機物,無機鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。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;卮鹣铝袉栴}
Ⅰ.(1)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 。
(2)本;瘜W(xué)興趣小組同學(xué),為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實驗:
| | 實驗事實 |
| 事實一 | 水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。 |
| 事實二 | 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,點著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
| 事實五 | 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)。 |
水是生命之源。飲用水消毒作為控制水質(zhì)的一個重要環(huán)節(jié),液氯消毒是最早的飲用水消毒方法。近年來科學(xué)家提出,氯氣能與水中的有機物發(fā)生反應(yīng),生成的有機氯化物可能對人體有害。二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著地殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物。
(1)氯氣溶于水能殺菌消毒的原因是????????????????????????????????????????? 。
(2)在ClO2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是??????????????????????????????????? 。
(3)用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-).2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定,飲用水ClO2-的含量應(yīng)不超過0.2 mg·L-1。
飲用水中ClO2、ClO2-的含量可用連續(xù)碘量法進行測定。ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當pH≤2.0時,ClO2-也能被I-完全還原成Cl-。反應(yīng)生成的I2用標準Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
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①請寫出pH≤2.0時,ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式?????????????????????????????????????????? 。
②配制Na2S2O3標準溶液時,使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡外,還需要下圖中的???? (填字母代號)。
??????
???????
???????
?????? ![]()
a??????????? b??????????? c???????? d???????? e
③請完成相應(yīng)的實驗步驟:
步驟1:準確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0
步驟3:加入足量的KI晶體。
步驟4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5:調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0。
步驟6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
④滴定終點的現(xiàn)象是?????????????????????????????????????????????????? 。
⑤根據(jù)上述分析數(shù)據(jù),測得該引用水樣中的ClO2-的濃度為????? mg·L-1(用含字母的代數(shù)式表示)。
(4)判斷下列操作對ClO2-的濃度測定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
① 若在配制標準溶液過程中,燒杯中的Na2S2O3溶液有少量濺出,使測定結(jié)果?????????????????? 。
② 若在滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面,使測定結(jié)果???????? 。
水是生命之源。飲用水消毒作為控制水質(zhì)的一個重要環(huán)節(jié),液氯消毒是最早的飲用水消毒方法。近年來科學(xué)家提出,氯氣能與水中的有機物發(fā)生反應(yīng),生成的有機氯化物可能對人體有害。二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著地殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物。
(1)氯氣溶于水能殺菌消毒的原因是 。
(2)在ClO2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是 。
(3)用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-).2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定,飲用水ClO2-的含量應(yīng)不超過0.2 mg·L-1。
飲用水中ClO2、ClO2-的含量可用連續(xù)碘量法進行測定。ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當pH≤2.0時,ClO2-也能被I-完全還原成Cl-。反應(yīng)生成的I2用標準Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI![]()
①請寫出pH≤2.0時,ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式 。
②配制Na2S2O3標準溶液時,使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡外,還需要下圖中的 (填字母代號)。
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a b c d e
③請完成相應(yīng)的實驗步驟:
步驟1:準確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0
步驟3:加入足量的KI晶體。
步驟4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5:調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0。
步驟6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
④滴定終點的現(xiàn)象是 。
⑤根據(jù)上述分析數(shù)據(jù),測得該引用水樣中的ClO2-的濃度為 mg·L-1(用含字母的代數(shù)式表示)。
(4)判斷下列操作對ClO2-的濃度測定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
① 若在配制標準溶液過程中,燒杯中的Na2S2O3溶液有少量濺出,使測定結(jié)果 。
② 若在滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面,使測定結(jié)果 。
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