19.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用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:①四氯化硅遇水极易水解;
②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;
③有关物质的物理常数见下表:
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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
①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5.000g残留物后,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 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_______________。
17.下表是元素周期表的一部分.
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族
|
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
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1 |
① |
|
|||||
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2 |
② |
③ |
④ |
|
⑤ |
⑥ |
|
|
3 |
|
⑦ |
⑧ |
|
|
⑨ |
⑩ |
(1)表中元素⑩的氢化物的化学式为 ,此氢化物的还原性比元素⑨的氢化物的还原性 (填强或弱)
(2)
某元素原子的核外电子层中L层电子数比K层电子数多3,则该元素的元素符号是 ,其单质的电子式为
.
(3)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与元素⑧的氢氧化物有相似的性质。写出元素③的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:
;
又如表中与元素⑦的性质相似的不同族元素是 (填元素符号)
(4)元素⑤的氢化物是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
①合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是 (填序号)
A.采用较高压强(20Mpa~50Mpa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,N2和H2循环到合成塔中并补充N2和H2
②右图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。
简述检验有氨气生成的方法 。
③在298K时,将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中,为何放出的热量小于924kJ?
。
④1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides发明一种合成氨的新方法。在常压下,将H2与用He稀释的N2分别通入一加热到570℃的,以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中转化为氨气(SCY陶瓷能传递H+),H2转化率达到78%。其实验装置如图所示。
阴极的电极反应式
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已知白色固体N中阴、阳离子具有相同的核外电子层结构。
(1)写出M中存在的离子:
(2) 请写出M与N反应的离子方程式: 。
(3)写出A在空气中锻烧的化学方程式: 。
(4)某同学取H的溶液,通入气体B,所得溶液中仍只有一种阴离子。请写出上
述变化过程中的离子方程式 。
13.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2
CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
|
实验 序号 |
初始浓度c/mol·L-1 |
溴颜色消失 所需时间t/s |
||
|
CH3COCH3 |
HCl |
Br2 |
||
|
① |
0.80 |
0.20 |
0.0010 |
290 |
|
② |
1.60 |
0.20 |
0.0010 |
145 |
|
③ |
0.80 |
0.40 |
0.0010 |
145 |
|
④ |
0.80 |
0.20 |
0.0020 |
580 |
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c(Br2),v(Br2)增大