碳、硅同為周期表中ⅣA族的元素,是構(gòu)成自然界各種物質(zhì)的重要元素.
(一)由碳元素構(gòu)成的各種單質(zhì)和化合物都是科學(xué)家研究的重要對(duì)象.
(1)用特殊方法合成的儲(chǔ)氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦路椒ㄌ峒,請(qǐng)配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
______C+______KMnO
4+______H
2SO
4→______CO
2↑+______MnSO
4+______K
2SO
4+______H
2O
(2)汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物,可通過反應(yīng):CO(g)+
O
2(g)?CO
2(g)降低其濃度.
①某溫度下,在兩個(gè)容器中進(jìn)行上述反應(yīng),容器中各物質(zhì)的起始濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示.請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目崭瘢?br>
容器編號(hào) | c(CO)/mol?L-1 | c(O2)mol?L-1 | c(CO2)mol?L-1 | v(正)和v(逆)比較 |
Ⅰ | 2.0×10-4 | 4.0×10-4 | 4.0×10-2 | v(正)=v(逆) |
Ⅱ | 3.0×10-4 | 4.0×10-4 | 5.0×10-2 | v(正)______v(逆) |
②相同溫度下,某汽車尾氣中CO、CO
2的濃度分別為1.0×10
-5mol/L和1.0×10
-4mol/L.若在汽車的排氣管上增加一個(gè)補(bǔ)燃器,不斷補(bǔ)充O
2并使其濃度保持為1.0×10
-4mol/L,則最終尾氣中CO的濃度為______mol/L(請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字).
(3)CO
2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO
3反應(yīng),CaCO
3是一種難溶物質(zhì),其K
sp=2.8×10
-9.CaCl
2溶液與Na
2CO
3溶液混合可形成CaCO
3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl
2溶液與Na
2CO
3溶液混合,若Na
2CO
3溶液的濃度為2×10
-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl
2溶液的最小濃度為______.
(二)晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:
①高溫下用過量的碳還原二氧化硅制得粗硅
②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl
3③SiHCl
3與過量的H
2在1000℃~1100℃反應(yīng)制得純硅,已知SiHCl
3能與水強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃.請(qǐng)回答:
(1)第一步制取粗硅的化學(xué)方程式______.
(2)粗硅與HCl反應(yīng)制備三氯氫硅的過程中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
(i)Si(s)+3HCl(g)═SiHCl
3(g)+H
2(g)△H=-210kJ/mol
(ii)Si(s)+4HCl(g)═SiCl
4(g)+2H
2(g)(副反應(yīng))△H=-241kJ/mol
①常溫下,SiHCl
3和SiCl
4均為液態(tài)化合物,二者互溶且均易水解,則分離二者的最佳方法是______.
②某反應(yīng)的能量變化如圖所示:則該反應(yīng)的能量變化E=______kJ.
③SiCl
4可轉(zhuǎn)化為SiHCl
3而循環(huán)使用,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:______.