摘要:碱:烧碱2).碱石灰(NaOH与CaO及少量水的混合物)

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氯气是一种重要的化工原料,自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用氯气.
I.工业上通常采用电解法制氯气:观察图1,回答:

(1)若饱和食盐水中通电后b侧产生的气体通入NaOH溶液中所发生的反应的离子方程式为
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

(2)电解反应的化学方程式为
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2

II.某学生设计如图2所示的实验装置,利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应),回答下列问题:
(1)在A装置中用固体二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气,反应化学方程式为
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
,若在标准状态下收集到22.4升的氯气,则被氧化的HCl的物质的量是
2mol
2mol

(2)漂白粉将在U形管中产生,其化学方程式是
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

(3)C装置的作用是
吸收未反应完的氯气,防止污染空气
吸收未反应完的氯气,防止污染空气

(4)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在U形管中还存在两个副反应.
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO32,为避免此副反应的发生,可采取的措施是
冷却B装置
冷却B装置

②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
.为避免此副反应的发生,可将装置作何改进
在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶
在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶

(5)家庭中使用漂白粉时,为了增强漂白能力,可加入少量的物质是
B
B

A.食盐      B.食醋       C.烧碱       D.纯碱.
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用图1-3所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取三氯化磷。在具支烧瓶d中放入足量白磷,将氯气迅速而又不间断地通入具支烧瓶中,氯气与白磷就会发生反应,产生火焰。三氯化磷和五氯化磷的物理常数见下表。

熔点/℃

沸点/℃

三氯化磷

-122

76

五氯化磷

148

200 ℃分解

图1-3

(1)有浓盐酸、浓硫酸、白磷、二氧化锰、氢氧化钠等物质供选用,a、b中应该装入的试剂分别是:a________,b________。

(2)________(填仪器对应的字母)仪器需要加热。

(3)生成的三氯化磷在蒸馏烧瓶e中收集。为保证三氯化磷蒸气冷凝,应在水槽g中加入________。

(4)三氯化磷遇到水蒸气强烈反应,甚至发生爆炸,所以d、e仪器及装入其中的物质都不能含有水分。为除去氯气中的水分,c可以装入下列物质中的________(填字母)。

    A.碱石灰    B.浓硫酸    C.无水氯化钙

(5)氯气和白磷反应放出大量的热,为使具支烧瓶d不致因局部过热而炸裂,实验开始前应在烧瓶的底部放少量________。

(6)实验室的白磷保存于水中,取出白磷后用滤纸吸干表面水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分。已知水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,用上述方法可除去水的原因是________________________________________________________。

(7)为防止氯气污染空气,装置末端导出的气体最好用(填字母)________进行净化处理。

    A.NaOH溶液    B.Ca(OH)2溶液    C.饱和食盐水

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清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。回答下列问题

Ⅰ.(1)写出晶片制绒反应的离子方程式               ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH反应,生成SiO44,然后SiO44迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为                  

(2)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:

 

实验事实

事实一

水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。

事实二

盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。

事实三

普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。

事实四

在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2

事实五

1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。

结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作                剂;NaOH作_____             剂,降低反应             。高温无水环境下,NaOH作               剂。

Ⅱ.在工业中利用镁制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置:

由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用________(填序号)。        a.石灰石   b.锌粒   c.纯碱

(4)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是______________________________,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是___________________________。

(5)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。

 

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