题目内容

【题目】工业上可用焦炭、二氧化硅的混合物在高温下与氧气反应生成SiCl4,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是某化学小组制备干景的氧气并在实验室制备SiCl4的部分装置示意图(: SiCl4遇水易水解)。

(1)选择上图部分装置,制备纯净干燥的氯气,正确的仪器连接顺序为:发生装置甲→___→____→_____→_____→装置A(用小写字母填空)。_____________

(2)上图C装置的作用是_______________

(3)装置A的硬质玻璃管中二氧化硅和焦炭与氯气恰好完全反应生成SCl4,则二氧化硅和碳的物质的量之比为_________________

(4)经过讨论,该小组认为D中吸收尾气一段时间后,除了过量的OH-,吸收液中阴离子肯定存在Cl-SO42-,原因是__________(用离子方程式解释)。

(5)有同学认为可能还存在其它酸根离子(忽略空气中CO2的影响),提出下列假设(不考虑各因素的叠加),假设1:只有SO32-,假设2:只有ClO-,假设3:……

设计实验验证上述假设1和假设2:取少量吸收液于试管中,滴加3mol/LH2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b两试管中,请填写空白的实验步骤、预期现象。

实验步骤(简述操作过程)

预期現象

结论

a试管中滴加几滴品红溶液,观察现象,加热试管a,观察到

____________

____________

假设1成立

b试管中滴加______________

溶液变为蓝色。

假设2成立

【答案】 g→h→d→c 防止D装置中的水蒸气进入到B的集气瓶使SiCl4水解 1:2 Cl2+SO32-+2OH-=2Cl-+SO42-+H2O 红色褪去 恢复红色 淀粉碘化钾(碘化钾淀粉)溶液

【解析】(1)制备纯净干燥的氯气,用饱和食盐水除去多余的HCl,用浓硫酸干燥,正确的连接顺序为:g→h→d→c。

(2)由信息知SiCl4遇水易水解,制备SiCl4不要接触水,因此,上图C装置的作用是防止D装置中的水蒸气进入到B的集气瓶使SiCl4水解。

(3)装置A的硬质玻璃管中二氧化硅和焦炭与氯气恰好完全反应生成SCl4,化学方程式为:SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO,所以二氧化硅和碳的物质的量之比为1:2。

(4)D中吸收尾气一段时间后,Cl2与Na2SO3在碱性条件下发生氧化还原反应:Cl2+ Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O ,离子方程式为:Cl2+SO32-+2OH-=2Cl-+SO42-+H2O,故吸收液中阴离子除OH-外,肯定存在Cl-SO42-

(5)取少量吸收液于试管中,滴加3mol/LH2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b两试管中,向a试管中滴加几滴品红溶液,若红色褪去,加热试管a,又恢复红色说明原溶液中含有SO32-假设1成立;向b试管中滴加淀粉碘化钾溶液,若溶液变为蓝色,说明原溶液含有ClO-。因此本题答案为:红色褪去恢复红色淀粉碘化钾溶液。

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