Question

（2011?佛山一模）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，它對環境污染很大，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（主要成份為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．
②M （BaCO₃）=197g/mol，M（BaCl₂?2H₂O）=244g/mol
（1）SiCl₄水解反應的方程式為

SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl

．已知：
SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol  
SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol
則由SiCl₄制備硅的熱化學方程式為

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

．
（2）加鋇礦粉并調節pH=7的作用是使BaCO₃轉化為BaCl₂和

使Fe³⁺完全沉淀

．
（3）加20% NaOH調節pH=12.5，得到濾渣A的主要成分是

Mg（OH）₂

．
（4）BaCl₂濾液經

蒸發濃縮

、

過濾

、過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl₂?2H₂O．
（5）10噸含78.8% BaCO₃的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl₂?2H₂O

9.76

噸．

Answer 1

分析：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氫；將兩個方程式相加即得則由SiCl₄制備硅的熱化學方程式，注意焓變進行相應的改變；
（2）pH=3.4時，三價鐵離子轉化為氫氧化鐵，當調節pH=7時能促使三價鐵離子沉淀完全；  
（3）根據氫氧化鐵和氫氧化鎂完全沉淀所需溶液的pH值確定濾渣A的成分；
（4）根據從溶液中析出固體的方法分析解答；
（5）依據鋇元素守恒計算得到．

解答：解：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氫，水解方程式為SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl，將方程式SiCl₄（s）+H₂（g）=SiHCl₃（s）+HCl（g）△H₁=+47kJ/mol和SiHCl₃（s）+H₂（g）=Si（s）+3HCl（g）△H₂=+189kJ/mol相加得SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol，
故答案為：SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄↓+4HCl；SiCl₄（s）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△H=+236kJ/mol；
（2）pH=3.4時，三價鐵離子完全生成沉淀，使Fe³⁺完全沉淀；鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇和二氧化碳、水，加鋇礦粉并調節pH=7的作用是使BaCO₃轉化為BaCl₂，同時使使Fe³⁺完全沉淀，
故答案為：使Fe³⁺完全沉淀；       
（3）當pH=3.4時，鐵離子完全生成沉淀，當pH=12.4時，鎂離子完全沉淀生成氫氧化鎂，Mg（OH）₂，所以當pH=12.5時，濾渣A的成分是氫氧化鎂，
故答案為：Mg（OH）₂；
（4）從溶液中制取固體的方法是：蒸發濃縮→冷卻結晶→過濾→洗滌，
故答案為：蒸發濃縮；過濾；
（5）10噸含78.8% BaCO₃的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl₂?2H₂O質量Xt，
  BaCO₃～BaCl₂?2H₂O
   197          244

10t×78.8%      X
X=9.76t
故答案為：9.76．

點評：本題考查了制備實驗方案的有關知識，難度不大，明確從溶液中制取固體的方法，是高考的熱點，但多以選擇或填空形式考查．