单晶硅是信息产业中重要的基础材料.通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅.粗硅与氯气反应生成四氯化硅.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示意图.相关信息如下: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反应生成相应的氯化物,c．有关物质的物理常数见下表:物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PC 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度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示意图。

相关信息如下：
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反应生成相应的氯化物；
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)写出装置A中发生反应的离子方程式：                                。
(2)装置A中g管的作用是             ；装置C中的试剂是           ；装置E中的h瓶需要冷却的理由是                               。
(3)装置E中h瓶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)。

(1)MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn²^＋＋Cl₂↑＋2H₂O
(2)平衡气压　浓H₂SO₄　SiCl₄沸点较低，用冷却液冷却可得到液态SiCl₄
(3)Al、B、P

解析

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向铜片中加入115mL某浓度的硫酸，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，使之充分反应，收集到2．24L（标准状况）气体。过滤残留固体，干燥后称量，质量减轻了7．5g。
（1）求参加反应的锌粉的物质的量
（2）原硫酸的物质的量浓度。

(18分) (1)某实验小组的甲同学用图l所示装置制取少量乙酸乙酯(加热设备及夹持固定装置均略去)。

①试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序及操作是。
②试管a中加入碎瓷片的作用是，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是 (填序号)。

③实验中加热试管a的目的是：（i）               ；(ii)                    。
④试管b中盛有饱和Na₂CO₃溶液，其作用是                    。
⑤反应结束后，振荡试管b，静置。观察到的现象是               。
(2)该小组的乙同学利用图2所示装置制备并收集干燥的NO₂气体。
①图2中仪器n的名称是       。
②请在方框内画出用集气瓶收集NO₂的装置图。
③写出仪器n中发生反应的离子方程式：                     。
(3)该小组的丙同学利用图2所示装置制取NH₃和O₂的混合气体，并且利用图3所示装置验证NH₃的某些性质。m中加入浓氨水，q中加入碱石灰，e内放置催化剂(铂石棉)，按气流方向连接各仪器x→y→z→h。
①图2仪器n内需加入固体试剂的名称为       。
②实验中观察到e内有红棕色气体出现，证明氨气具有性，e中发生反应的化学方程式为         。

（18分）实验室常用下列装置制备、收集二氧化氮气体，并探究其性质。

（1）装置A中的分液漏斗里盛装的液体通常是         ，圆底烧瓶中预先加入的是铜片，但铁的价格比铜的价格低，此处用铜片不用铁片的原因是             。
（2）干燥管D中装的干燥剂是无水氯化钙，其作用是                            。
（3）随着时间的推移，浓硝酸逐渐变稀，装置E的作用是吸收尾气，吸收过程中发生反应的化学方程式如下：2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O ；NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O
①NO和NO₂混合气体的组成可表示成NO_x，该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值可以为                    （填字母）

②现有2.4mol NO₂和1.2mol NO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收，最终无气体剩余。现有浓度为1mol/L的NaOH溶液，则需此NaOH溶液的体积至少是 L。
（4）在上述装置中，若改用其它收集装置，最后收集到的气体中无NO₂气体，则采用的收集装置是 (选填“F”或 “G”)。

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验（图中夹持装置有省略）。请按要求填空：

Ⅰ探究氯气与氨气的反应
（1）为制取干燥氨气，可将装置C与       (填装置编号)连接；装置C中的烧瓶内固体宜选用                        。
a．碱石灰   b．氯化钙   c．五氧化二磷 d．生石灰
（2）装置A、E、E连接可制取纯净、干燥的氯气，则两个E装置内的药品依次是                     。
（3）装置F可用于探究氯气与氨气（已知氯气与氨气可发生反应：3Cl₂＋2NH₃=N₂＋6HCl）的反应。实验时打开弹簧夹1、3，关闭2，先向烧瓶中通入               ，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的另一种气体。实验一段时间后烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子                                                        。
Ⅱ探究某些物质的性质
（4）利用装置A、E，可设计实验比较Cl^－和Br^－的还原性强弱，能证明结论的实验现象是                                  。
（5）若利用装置A、E进行乙烯与溴水反应的实验，写出反应的化学方程式                                          。
（6）将装置B、C分别与F相连后，进行H₂S与SO₂反应的实验。F的烧瓶中发生反应的化学方程式为                          ；F的烧杯所起的作用是                  。

下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。

（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO₂并验证其性质。装置①用于实验室制备NH₃，用装置②制备过量O₂。装置①中发生反应的化学方程式是                。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因                       。
（2）乙同学用此套装置合成SO₃，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放酸性K₂Cr₂O₇溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是             （生成物中Cr以Cr³⁺形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进                   （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。

（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制NO和NH₃），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。

请回答：装置⑦的作用可能是           ；若进入装置⑤的NO共22．4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11．2LN₂，则NO的转化率是            。

由下列仪器组成的一套制取SO₂并验证它有氧化性、还原性和漂白性。(图中铁架台、铁夹等省略，装置③中E管气体向上流出)②④⑤装置中所用试剂只能从以下物质中选用：氯水、浓H₂SO₄、溴水、硝酸、品红溶液、烧碱溶液、石灰水。

试回答：
（1）连接仪器时，导气管连接顺序从左到右J接_____、_____接_____、H接D、______接I、______接______。
（2）装置②用以检验SO₂的还原性，所盛试剂最好是______，装置④中所盛试剂最好是______，装置⑤中所盛试剂最好是_______，目的是
（3）仪器连接好后，怎样检查装置①的气密性，简述操作要点                           。
（4）书写①装置中反应的化学方程式                                            。
书写③装置中反应的化学方程式                                               。

某化学学习小组设计下图实验装置(夹持装置略去)制备Cl₂，并探究氯气的相关性质。

(1)若A装置中固体药品为KClO₃，则反应中每生成1 mol Cl₂时转移电子的物质的量为________mol。
(2)装置B既能除去氯气中的氯化氢，还能检测实验过程中装置C是否发生堵塞。若C中发生堵塞，则B中将观察到的现象是_______________________________________。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，Ⅰ处是湿润的有色布条，则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是________、________。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象：_____________________________________________。
(5)请用化学方程式说明装置F的作用：_______________________________________。
(6)甲同学提出，装置F中的试剂可改用足量的Na₂SO₃溶液，乙同学认真思考后认为此法不可行。请用离子方程式解释乙认为不可行的原因：_______________________。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。

　　　　图1　　　　　　　　　图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO₂,防止其污染环境;
②　。(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO₂气体逸出而污染环境;二是　。(3)能说明有SO₂气体产生的实验现象是　。(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe³⁺;Ⅱ:只含有Fe²⁺;Ⅲ:既有Fe³⁺又有Fe²⁺。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:

A．稀HCl溶液	B．稀H₂SO₄溶液
C．KSCN溶液	D．KMnO₄溶液

E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液
G.H₂O₂溶液

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