晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在l000~1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点—84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,
装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,
装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检验实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是 。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。
(1)同学甲设计实验检验废气A中含有的CO2,应选择的试剂有。
A.NaOH溶液 | B.酸性KMnO4溶液 | C.澄清石灰水 | D.盐酸 |
(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是,搅拌的目的是。
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是。
(3)兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾(ZnSO4•7H2O)。实验模拟制备皓矾工业流程如下:
①“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是。
②加入Zn粉的目的是。
③固体A主要成分是。
④操作b得到纯净皓矾晶体,必要的操作是、过滤、洗涤、干燥。
(16分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下:
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①,②。
(2)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里发生反应的离子方程式为
(3)在第②步操作过程中,可加入的有关试剂是。
A.酒精 | B.四氯化碳 | C.醋酸 | D.苯 |
(4)含碘离子的溶液也可以采用下图方法得到碘
①加入NaNO2并调节pH<4,反应的离子方程式__________________。
②流程中生成的NO尾气有毒,工业上将其与O2按一定比例通入NaOH制备NaNO2,
写出反应的化学方程式:____________________。
(5)要测量含碘离子的溶液中I-的浓度,取25 mL该溶液,先加几滴KSCN溶液,再逐滴滴入0.1 mol·L-1FeCl3溶液, 若消耗FeCl3溶液20.4 mL,则含碘离子的溶液中I-的浓度为。(保留两位有效数字)
现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4来配制500 mL0.25 mol/L的稀H2SO4。
可供选择的仪器有:①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒⑥容量瓶 ⑦托盘天平 ⑧药匙。
请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为。现有①10 mL ②50 mL ③100 mL三种规格的量筒,应选用的量筒是(填代号)。
(3)将浓H2SO4加适量蒸馏水稀释,冷却片刻,随后全部转移到mL的容量瓶中,转移时应用玻璃棒。转移完毕,用少量蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液全部转移到容量瓶中,再加适量蒸馏水,振荡容量瓶,使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶直到液面接近刻度处。改用加蒸馏水到瓶颈刻度的地方,使溶液的。振荡、摇匀后,装瓶、贴签。
(4)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中:能引起误差偏高的有(填代号)。
①洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水稀释浓H2SO4
④定容时,加蒸馏水超过标线,又用胶头滴管吸出
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
⑦定容时,俯视标线
如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
(1)要将C装置接入B和D之间,正确的接法是a―→______―→______―→d。
(2)实验开始先点燃A处的酒精灯,打开夹子K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为________________________________________________。
为了使C装置发挥更好的作用,可向烧杯中加入浓硫酸,加入浓硫酸的作用是:
__________________________________________________________。
(3)用量筒量取20 mL E中溶液,倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞(如图),振荡,静置于铁架台上,等分层后取上层液和下层液,呈黄绿色的是________(填“上层液”或“下层液”),再装入如下图所示的烧杯中,能使有色布条褪色的是________(填“上层液”或“下层液”)。
(4)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明哪一处需要改进及理由:
_______处,__________________________________________________________。
实验室需要0.5 mol·L-1硫酸溶液450 mL。可供选择的仪器有:
①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盘天平 ⑧分液漏斗
实验室现有质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4提供,根据这种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)上述仪器中,一直用不到的有(填序号)。
(2)下列操作中,容量瓶不具备的功能有______________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液 |
B.长期贮存溶液 |
C.用来加热溶解固体溶质 |
D.作为反应容器 |
(3)配制时应量取浓硫酸_________mL。
(4)实验中,玻璃棒的作用有____________________________________。
(5)配制溶液时,下列操作中引起误差偏高的有________________。(填序号)
①洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将溶液转移至容量瓶后,未洗涤烧杯和玻璃棒
④定容时,加蒸馏水超过标线,又用胶头滴管吸出
⑤定容时,仰视标线