题目内容
生铁中含碳和硫等元素。化学兴趣小组对某生铁样品进行了探究。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.生铁中碳和硫元素的定性检验
按如图装置进行实验(夹持仪器已略去,填接口字母代号)可以实现碳和硫元素的检验。
(1)仪器X的名称是 ;装置③⑤中试剂相同,装置④中盛放的试剂是 。(2)写出甲中反应的化学方程式 。(3)如果撤除装置③④⑤,能否确认生铁样品中碳元素的存在? ,理由是 。Ⅱ.生铁中碳、硫质量分数的测定
(4)甲同学认为,以上装置可以粗略测定样品中碳的含量。称取样品w1 g进行实验,充分反应后,测得装置⑥中生成的沉淀为w2 g,该样品中碳的质量分数为 (用含w1、w2的式子表示)。(5)乙同学认为,待一定量样品充分反应后,向装置④中加入过量氯化钡溶液,根据沉淀质量可以计算样品中硫的质量分数,此方案测得的结果 (填“偏大”或“偏小”);若要提高硫元素含量的测定精度,在不改变实验原理的前提下,可以采取的一种措施是 。
(1)分液漏斗 酸性高锰酸钾溶液(或溴水)
(2)2H2O2
2H2O+O2↑
(3)不能 SO2也能使氢氧化钡溶液变浑浊
(4)
(5)偏小 反应结束后,继续通入氧气一段时间;将③中溶液加热到变为红色
【解析】甲是制取O2;①②是除去O2中的杂质,得到干燥O2;生铁样品与氧气反应生成铁的氧化物、CO2、SO2,③是检验是否含有SO2,应该用品红溶液,④是除去CO2中SO2,⑤是检验SO2是否除尽;(4)n(BaCO3)=
mol,m(C)= mol×12 g·mol-1=
g;(5)装置③中溶解了部分SO2,且SO2在水溶液中不一定被完全氧化为
。
硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号 ，该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
（2）硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献 个原子。
（4）单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为 。
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 | C-C | C-H | C-O | Si-Si | Si-H | Si-O |
键能（KJ/mol） | 356 | 413 | 336 | 226 | 318 | 452 |
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 。
（6）在硅酸盐中，SiO44－四面体（如下图a）通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为 。Si与O的原子数之比为 化学式为 。
NH3↑+H2O
、
、
)＝0.1 mol·L－1的溶液中：
、Al3＋、Cl－、
2CO(g)的ΔH3>＋172.5 kJ·mol－1
＋8H＋