单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常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:
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反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
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杂质元素是______________(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,所处理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2mol·L-1KMnO4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________________。
固态化合物A由两种短周期元素组成,可与水发生复分解反应,甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。
(1)仪器B的名称是____________。
(2)实验中,Ⅱ中的试纸变蓝,Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有气体M生成,则Ⅳ发生反应的化学方程式为______________________________;Ⅲ中的试剂为__________。
(3)乙组同学进行同样实验,但装置连接顺序为Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅱ——Ⅴ,此时Ⅱ中现象为__________________,原因是_______________________________________。
(4)经上述反应,2.5g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M;则A的化学式为_____________。
纯净的NO是无色气体,很容易与许多分子发生反应。在有生命的有机体中会不断地产生NO,并被用来在细胞内和细胞间传递信息。它还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。试回答下列问题:
(1)实验室制取NO的化学方程式:。
(2)收集NO气体应采用法,若采用此法收集NO气体,应从装置A的端进气(填“a”或者“b”)。
(3)甲同学用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图I:
打开分液漏斗的活塞使反成进行,能否制得纯净的NO气体?(填“能”或者“不能”);若不能,原因是(用化学方程式表示)。
(4)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的是NO,乙同学另设计了一套制取NO的装置,如图Ⅱ:
①让反应停下的操作是;
②长玻璃管的作用是。
(14分,每空2分)某化学兴趣小组为了探究:在常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
【提出猜想】
猜想1:;猜想2;猜想3。
为了验证猜测,该小组设计实验加以探究:
【实验探究】
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入, :
(1)B中应该装下列试剂(填编号);
A.NaCl溶液 | B.KMnO4溶液 | C.盐酸 | D.澄清石灰水 |
(2)A中品红的作用是:;
(3)D中澄清石灰水的作用是:。
通过该实验,小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红褪色 ②C中品红不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
【得出结论】
由上述现象小组同学确认该气体的成分是。
(8分,每空2分)氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答:
(1)该小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。
①装置Ⅰ中制取氨气的化学方程式为。
②装置Ⅲ、Ⅳ中的实验现象分别是:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染。
请写出氨气与CuO反应的化学方程式
;
③装置Ⅱ中碱石灰的作用是。
(2)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差(Cu2O+2H+=" Cu" + Cu2+ +2H2O)。
请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。
。
(8分,每空2分)实验室要配制500mL2.0mol·L-1氯化钠溶液。请回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取NaCl固体 g;
(2)下列仪器中,配制时一定不会用到的是(填字母) ;
A.量筒B.500 mL烧瓶
C.胶头滴管 D.500mL容量瓶
(3)除上述(2)中用到的仪器外,还缺少的玻璃仪器有 ;
(4)右图所示是某同学配制溶液时最后两个步骤,按其操作定容,对所配溶液浓度有何影响? (填“偏高”、”偏低”或“无影响”);