题目内容
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭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)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由______________________。
②某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。
(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝 (3)Al、P、Cl
(4)①否 KMnO4溶液自身可作指示剂 ②4.480%
解析
阅读快车系列答案
请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发现的有关问题。
Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸,实验结果记录如下表:
| | 酸 | 实验结果 |
| a | 浓硫酸 | 加热后发生反应,产生无色刺激性气体 |
| b | 稀硫酸 | 加热也不发生反应 |
| c | 浓硝酸 | 不加热即发生反应,产生红棕色气体 |
| d | 稀硝酸 | 微热发生反应,产生无色气体 |
①由上表中实验结果,四种酸的氧化性由强到弱的顺序是 。
②由上表可知,铜与稀硫酸在加热条件下不反应,但若同时通入O2,铜片能逐渐溶解,溶液变为蓝色。写出该反应的化学方程式: 。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸产生的气体Y也持续通入该装置中,则整个过程中可观察到的现象包括 (填字母)。
A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液无明显现象
C.通入Y气体后产生沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是 (填字母)。
A.硝酸的酸性比硫酸强
B.H2SO3的酸性比盐酸强
C.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)
D.BaSO4既不溶于水也不溶于HNO3溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图,请回答下列问题:
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式: 。
(2)已知装置气密性良好,请简述利用该装置证明铜与稀硝酸反应生成的气体产物是NO的操作过程: 。
某课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸反应情况，用下图所示装置进行实验。已知：①SO2难溶于饱和亚硫酸氢钠溶液；②SO2能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使之褪色（化学方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）。
回答下列问题（注：E为止水夹，F为旋塞）：
（1）检查A装置的气密性的方法 。
（2）装置A中反应的化学方程式为 。
（3）装置D中试管口放置的棉花应蘸有NaOH溶液，
其作用是 。
（4）装置B具有贮存气体的作用。当D处有明显的现象后，关闭旋塞F并移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中的现象是 ，B中应放置的液体是（填字母） 。
| A．水 | B．饱和NaHSO3溶液 | C．酸性KMnO4溶液 | D．NaOH溶液 |
实验室测定含碘废液中I－的含量以及碘的回收过程如下：
Ⅰ.含碘废液中I－含量的测定
用移液管量取25.00 mL废液于250 mL锥形瓶中，分别加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4和10 mL 20% NH4Fe(SO4)2·12H2O溶液，摇匀。小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，加入10 mL 2 mol·L－1H2SO4，加入几滴二苯胺磺酸钠(用作指示剂)，用0.0250 mol·L－1标准K2Cr2O7溶液进行滴定至终点。重复3次，数据记录如下表：
(已知反应：①2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2 ②6Fe2＋＋Cr2O72-＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)
| 次数 | 1 | 2 | 3 |
| 滴定体积(mL) | 19.60 | 19.65 | 19.55 |
Ⅱ.碘的回收
取250 mL含碘废液于烧杯中加入按上述计算所需的Na2S2O3溶液，并将CuSO4饱和溶液在不断搅拌下滴加到废液中，加热至70℃左右完全反应(已知：2I－＋2Cu2＋＋2S2O32-=2CuI↓＋S4O62-)。过滤，得到的沉淀按图1进行操作。检查装置的气密性后，从分液漏斗中逐滴加入浓硝酸(注意滴液的速度)完全反应后，通过减压过滤，得到粗碘固体产品和抽滤液。然后按图2进行粗碘的提纯。
回答下列问题：
(1)用移液管量取废液时，将移液管竖直放入稍倾斜的锥形瓶中，接着的操作是______________________________________，数秒后，取出移液管。
(2)在盛有废液的锥形瓶中先加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4的目的是__________________________。
(3)根据滴定有关数据，该废液中I－含量是________g·L－1。
在滴定过程中，下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏低的是_____。
A．终点读数时俯视读数，滴定前平视读数
B．锥形瓶水洗后未干燥
C．滴定管未用标准K2Cr2O7溶液润洗
D．盛标准K2Cr2O7溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后无气泡
(4)在图1锥形瓶中发生反应的化学方程式是____________________。
(5)按图2装置进行粗碘提纯，采用的分离方法是________，a、b为冷凝水进出口，其中________(选填a或b)接水龙头进水。最终得到较高纯度的单质碘。
某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ;仪器b中可选择的试剂为 。
(2)实验室中,利用装置A,还可制取的无色气体是 (填字母)。
| A．Cl2 | B．O2 | C．CO2 | D．NO2 |
(4)E装置中浓硫酸的作用是 。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作: 。
(6)实验完毕,若测得干燥管D增重m g,装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为 (用含m、n字母的代数式表示)。
某研究小组欲探究SO2的化学性质，设计了如下实验方案。
(1)在B中检验SO2的氧化性，则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液，检验SO2的还原性，则C中反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后，D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题：
限选的仪器和试剂：过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L－1盐酸、0.5 mol·L－1H2SO4溶液、0.5 mol·L－1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一：该白色沉淀为CaSO3；
假设二：该白色沉淀为________；
假设三：该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一，填写下表：
| 实验操作 | 预期现象和结论 |
| 将D中沉淀过滤，洗涤干净备用 | |
| 用另一干净试管取少量沉淀样品，加入______________ | _________________________ |
(ⅲ)若假设二成立，试写出生成该白色沉淀的化学方程式：
__________________________________________________。