晶体硅是一种重要的非金属材料.制备纯硅的主要步骤如下:①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2③SiHCl3与过量H2在1 000-1 100 ℃反应制得纯硅.已知SiHCl3能与H2O强烈反应.在空气中易自燃.请回答下列问题:(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 .(2)粗硅与HCl反应完全� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl₃：Si＋3HClSiHCl₃＋H₂
③SiHCl₃与过量H₂在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl₃(沸点－33 ℃)中含有少量SiCl₄(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl₃采用的方法为________。
(3)用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是
________________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________。
装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________________________________
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号)________。
a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液
e．Na₂SO₃溶液

(1)SiO₂＋2C Si＋2CO↑
(3)①浓硫酸　使滴入烧瓶中的SiHCl₃汽化　②有固体生成　在该反应温度下，普通玻璃管会软化 SiHCl₃＋H₂Si＋3HCl
③排尽装置内的空气　④bd

解析

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（16分）某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O₂还是NO₂，设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO₂气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式          。
Ⅱ.探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式     。
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O₂反应的实验      。
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由     。

CaCO₃广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO₃，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO₂气体。下列装置可用于CO₂气体的提纯和干燥。

完成下列填空：
(1)用浓盐酸配制1∶1(体积比)的稀盐酸(约6 mol·L^－1)，应选用的仪器是                                                          。
a．烧杯       b．玻璃棒        c．量筒        d．容量瓶
(2)上述装置中，A是       ，NaHCO₃溶液可以吸收       。
(3)上述装置中，B物质是       。用这个实验得到的气体测定CO₂的相对分子质量，如果B物质失效，测定结果       (填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。
(4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO₃在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：
剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重
为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是       。
a．氯化钠溶液      b．稀醋酸       c．稀硫酸       d．正己烷
(5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出       ，后溶出       。
(6)上述测定实验中，连续       ，说明样品已经恒重。

为探究铜与浓硫酸的反应，甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置，将足量铜和10 mL 18 mol·L^-1浓硫酸共热，直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。

图1                              图2
（1）比较两实验装置，图2装置的优点是：①           ；②            。
（2）①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是    。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。（选填编号）

（3）乙在拆除图2装置前，不打开胶塞，为使装置中的残留气体完全被吸收，应当采取的操作是          。
（4）为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时，铜与硫酸就不能反应，甲、乙两位同学进行了如下设计：
①甲方案：将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有     的干燥管，反应结束后再次称量，干燥管质量增加m g。其余酸浓度为       mol·L^－1。
②乙方案：分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1 000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴      ，（选填“酚酞”、“甲基橙”）用0.1000mol·L^－1标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，用去NaOH溶液V mL。其余酸浓度为      mol·L^－1。
③甲、乙两方案比较，你认为误差较大的是      ，理由是                           。

实验室用装置Ⅰ制氨气和氧气的混合气体，A中装有浓氨水，C中盛有碱石灰；用装置Ⅱ
验证氨的某些性质，D内放置催化剂（铂石棉），按气流方向①→②→③→④连接各仪器。

请回答下列问题：
（1）①仪器A的名称是     ，仪器B中应加入的固体药品       （填化学式）；
②实验中观察到D内红棕色气体的化学式为      ，证明氨气具有      性；
（2）若用装置Ⅰ制取干燥的SO₂气体，则：
①B中发生反应的化学反应方程式为                           ；
②此时仪器C中改为盛装P₂O₅的作用是                         。

某化学兴趣小组以木炭和浓硝酸为起始原料，探究一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。设计装置如下(忽略装置中空气的影响)，请回答下列问题：

（1）组装好仪器后，必须进行的一项操作是_________________。
（2）装置A的试管中发生反应的化学方程式是_______________。
（3）推测B中可以观察到的主要现象是________；C装置的作用是________。
（4）装置D中除生成NaNO₂外，还有另一种固态物质Y，Y的化学式是________；可以通过适当改进，不产生Y物质，请你提出改进方法：______________________。
（5）已知：亚硝酸是弱酸，不稳定，室温下存在反应3HNO₂=HNO₃＋2NO↑＋H₂O；在酸性溶液中，NO₂^-可将MnO₄^-还原为Mn²^＋且无气体生成。
①写出检验D中产物是亚硝酸钠的方法：_________________；
②E装置中试剂X可以是________。

A．稀硫酸	B．酸性高锰酸钾溶液
C．稀硝酸	D．水

某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能，设计了如图所示装置进行探究：将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止。（假定在此过程溶液体积不变）

（1）甲同学认为要证实上述结论，还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验，你认为有无必要，并说明理由：________________
（2）下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是：_____

（3）为定量测定余酸的物质的量浓度，甲、乙两位同学进行了如下设计：
Ⅰ甲同学设想：在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体（假定生成的气体全部逸出），先测定生成的SO₂的量，然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO₂的量：
方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO₄溶液，再加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
经仔细分析后，发现有不合理之处，请填写下表(可以不填满）：

序号	不合理的原因	误差（偏低或偏高）	改变措施
方案①
方案②

Ⅱ乙学生设计的方案是：分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，这种方法能否求出余酸的浓度，理由是_______________________________________。
（4）请再设计其他可行的实验方案，来测定余酸的物质的量浓度，简要写出操作步骤及需要测定的数据（不必计算，不必写操作细节）_____________________________________________________。

某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：

(1)先关闭活塞a，将6.4 g铜片和10 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失。
①写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式：
打开活塞a之前___________________________________________________；
打开活塞a之后___________________________________________________。
②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整。
(2)实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：
①甲学生设计的方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生SO₂的量，再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO₂的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D，从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中的试剂为______________________(填化学式)。
②乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制100 mL溶液，再取20 mL于锥形瓶中，用________作指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知：Cu(OH)₂开始沉淀的pH约为5]，选择该指示剂的理由为__________________________________________________；再求出余酸的物质的量，若耗去a mol/L氢氧化钠溶液b mL，则原余酸的物质的量为________mol(用含a、b的表达式来表示)。

某兴趣小组设计并进行了以下实验来制取氯水，并利新制用氯水完成实验。
（1）实验室拟用下列装置制备氯水，请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接：
H→　　　_____________（填接口处的符号）；广口瓶Ⅱ中的试剂为　　　　　　　　　。

（2）写出该实验中制取Cl₂的化学方程式为：___________________________________
（3）某兴趣小组设计实验除去氯化钾中含有Fe³⁺、SO₄^2-、Br^-等杂质离子，步骤如下：
A．溶解，在所得溶液中加入试剂至Fe³⁺、SO₄^2-沉淀完全，煮沸；
B．过滤，在滤液中加入盐酸调节pH；
C．加入_____（除Br^-）；蒸干灼烧。请回答问题：
（3）①步骤a中，依次加入的试剂是NH₃.H₂O、_________、_________。
②步骤c中加入的试剂是__________________。
（4）某研究性学习小组用KSCN检验FeSO₄溶液中的Fe²⁺时，加入过量浓HNO₃，溶液的颜色变红。但是将红色溶液放置一会则发现溶液由红色突然变为蓝色，并产生红棕色气体。对这一奇特现象同学们进行了以下探究。
［查阅资料］：
(SCN)₂称为拟卤素，性质与卤素单质相似，(SCN)₂、Cl₂、Br₂、I₂四种物质的氧化性强弱为：Cl₂＞Br₂＞(SCN)₂＞I₂。
［提出假设］：
①甲同学假设是FeSO₄与HNO₃作用；乙同学假设是______与HNO₃作用。
［实验验证］：
②大家经过理性分析，认为甲同学的假设不成立。理由是________________________。
③根据乙同学的假设，设计了如下实验方案进行验证：向浓HNO₃中逐滴加入KSCN溶液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体。将产生的气体通入过量的Ba(OH)₂溶液，产生浑浊，并剩余一种气体（是空气中的主要成分之一）；向反应后的溶液中加入BaCl₂溶液产生白色沉淀。
则反应中产生的气体是：_______________________________
［实验结论］：乙同学假设正确。
［实验反思］：
④由实验可知：用SCN^-间接检验Fe²⁺时，加入的氧化剂除用HNO₃外还可以选择氯水等，通过该实验探究可知加入氧化剂的量必须要_______（填“少量”、“过量”）。

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