题目内容
(13分)某化学兴趣小组的同学用下图所示实验装置进行实验研究(图中a、b、c表示止水夹),请对其方案进行完善或评价。
(1)实验室将B、C、E相连后,以浓盐酸和 为原料可制取Cl2。
(2)利用实验室常用方法制取氯气,将A、C、E相连,在丙中加入适量水,即可制得氯水.将所得氯水分为两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实验,实验操作如下,将现象①填入下表:
实验 序号 | 实验操作 | 现象 |
Ⅰ | 将氯水滴入品红溶液 | ① |
Ⅱ | 氯水中加入碳酸氢钠粉末 | 有无色气泡产生 |
②请你评价:
实验Ⅱ推出相应的结论是氯气与水反应的产物具有酸性,是否合理? ________________若不合理,请说明理由(若合理,无需填写):________________________________________。
(3) A、C、E相连,可设计一个简单的实验,以验证Cl-和Br-的还原性强弱,C中应放入的试剂是 。
(4) B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片,可制得NO2,欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹________,再打开止水夹c,双手紧握(或微热)试管丁,使试管中气体逸出,NO2与水接触后观察到的现象是 。
解析试题分析:(1)B装置是不需要加热的装置,故应用强氧化剂KMnO4或Ca(ClO)2氧化浓盐酸;(2)①氯水中含有次氯酸,具有漂白性;②浓盐酸具有挥发性,生成的氯气中含有HCl,HCl能与碳酸氢钠反应产生二氧化碳气体;(3)验证Cl-和Br-的还原性强弱可以通过单质间的置换反应得出;(4)该设计的原理是利用二氧化氮与水反应气体物质的量减少,造成装置压强变小,大气压把水压入试管中,故实验时要把ab止水夹关闭,使D装置成为一个封闭的系统,反应后烧杯中水倒流试管丁中,同时红棕色二氧化氮变为无色一氧化氮。
考点:考查化学实验气体的制备与性质实验有关问题。
无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下
通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸点低,易升华。
根据以上信息回答相关的问题
(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式 。
(2)d、e盛装的药品分别是 和 ,f、g的作用是 。
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500℃左右反应。
①化学反应方程式为
②实验操作顺序是:组装仪器、 、装入药品、 、 、停止加热、关闭c的活塞。
(4)实验小组记录的实验现象如下:
| 观察到的部分现象 |
第一次实验 | 反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体 |
第二次实验 | 反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体 |
第三次实验 | 反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体 |
①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是 。
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是 。
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是 ,如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是 。
高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。
相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | — | 315 | — |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | — |
升华温度/℃ | — | — | 180 | 300 | 162 |
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为 ,装置A中f管的作用是 ,其中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置B中的试剂是 。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案 | 不足之处 |
甲 | |
乙 | |
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案: 。
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
用左下图所示装置进行实验,将少量液体甲逐滴加入到固体乙中,试管中的试剂为丙,则下表中现象与结论均正确的是
选项 | 甲 | 乙 | 丙 | 试管中现象 | 结论 |
A | 浓氨水 | 生石灰 | AgNO3溶液 | 无明显现象 | NH3与AgNO3溶液不反应 |
B | 盐酸 | 碳酸钠 | BaCl2溶液 | 变浑浊 | 盐酸酸性强于碳酸 |
C | 饱和食盐水 | 电石 | 酸性KMnO4溶液 | 紫色褪去 | 乙炔可被KMnO4氧化 |
D | 浓硫酸 | 亚硫酸钠 | 溴水 | 橙色褪去 | SO2具有漂白性 |