高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为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图。
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相关信息: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化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:
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物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
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沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
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熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
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升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为____________,装置A中f管的作用是_______________________________________,其中发生反应的离子方程式为_____ ____________________________________ _______。
(2)装置B中的试剂是____________。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
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方案 |
不足之处 |
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甲 |
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乙 |
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(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________ ________ 。
(5)通过上述合理的装置制取并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)。
X、Y、Z、T、W五种元素的性质或原子结构如下表:
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元素 |
元素性质或原子结构 |
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X |
原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
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Y |
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
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Z |
基态原子最外层电子排布式为(n+1)sn(n+1)pn2 |
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T |
与Z同周期,元素最高价是+7价 |
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W |
原子序数为Y、T元素之和,不锈钢中含有该元素 |
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是______;W元素基态原子电子排布式
为______________。
(2)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是_______(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是___________________。
A.常温下Z的单质和T的单质状态不同
B. T的氢化物比Z的氢化物稳定
C.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
D. T的电负性比Z大
(3)常见溶剂XZ2的分子中,含有的σ键与π键个数比为______,它所形成的晶体类型为______; Y的常见氢化物易液化的主要原因是________________________。
(4)元素X与钙元素可以形成一种离子化合物,该化合物的阴离子和CO互为等电子体,该化合物的电子式为 ;其中元素X的杂化类型是 。