单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),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)写出四氯化硅水解方程式 。
(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,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:
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,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml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20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。
以下装置探究氯气与氨气之间的反应,其A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式为______________________
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用_____________(选填以下选项的代号)。
A.生石灰 B.二氧化硅 C.五氧化磷 D.烧碱
(3)B装置的作用____________________________________________;
E装置的作用_____________________________________________
(4)通人C装置的两导管左边长、右边短,原因是________________________
(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分
之一,再无其它产物,请写出反应的化学方程式_______________________
(6)从装置C的G逸出的尾气中可能含有有毒的黄绿色气体,如何处理?
____________________________________________________
_
)(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式是:_____________________。
(2)试用下图所列各装置设计一个实验,来验证上述反应所产生的各种产物。
编号 |
① |
② |
③ |
④ |
装置 |
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这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号):____→____→_____→______。
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是______________,B瓶溶液的作用是_________________,C瓶溶液的作用是________________________。
(4)装置②中所加固体药品是______________,可验证的产物是______________,确定装置②在整套装置中位置的理由是_______________________________。
(5)装置③中所盛溶液是____________,可验证的产物是____________。
某课外活动小组在实验室用下图所示的装置进行实验,验证氨的某些性质并收集少量纯净氮气。试回答:
⑴实验前先将仪器按图连接好,然后,再开始实验。
⑵实验进行一段时间后,可以观察到硬质试管内黑色的CuO粉末变成色,
盛无水CuSO4的干燥管内出现色,并在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象,硬质试管中的反应方程式为(2分),这个反应说明氨气具有性。
⑶洗气瓶中浓硫酸的主要作用是。
⑷在最后出气管口收集干燥、纯净的氮气,收集方法是(填编号)
A.向上排空气法 | B.向下排空气法 | C.排水法 | D.用塑料袋或球胆收集 |
(12分)某同学按下列步骤配制500 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液,请回答下列问题:
实验步骤 |
有关问题 |
(1)计算所需KCl的质量 |
需要KCl的质量为______g |
(2)称量KCl固体 |
称量过程中主要用到的仪器有________________ |
(3)将KCl放入到100 mL烧杯中加水溶解 |
为加快溶解速度,可采取的措施是______________________ |
(4)将烧杯中的溶液转移至500 mL容量瓶中 |
为防止溶液溅出,应采取的措施是____________________ |
(5)向容量瓶中加蒸馏水到刻度线 |
在进行此操作时应注意的问题是__________________________ |
你认为按上述步骤配制的KCl溶液的浓度是否为0.2 mol·L-1,请说明理由。
______________________________________________________
某同学应用如下所示装置研究物质的性质。其中气体A的主要成分是氯气,还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是_______________。
(2)B中观察到的实验现象是____________________。
(3)从物质性质方面来看,这样的实验设计还存在事故隐患,应如何处理,请画出装置图(填在上图内),用化学方程式表达原理_________________________________________