单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭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:
①四氯化硅遇水极易水解;
②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;
③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,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol/LKMnO4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 。
为探究生活中两种常见的有机物的性质,某同学设计如下实验,请根据题目要求填写下列空格:
(I)如上图1所示,试管中装乙醇,(图示不一定准确)则反应现象为 ;
(II)如上图2所示,把加热的铜丝插入到装有乙醇的试管中,闻到有刺激性气味,该反应中产生的有机物为 ;(填结构简式);
(III)为了确认乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,有人设计用如图3所示装置来进行实验验证。
①A中所盛试剂为___ ____。
②C中实验现象为 ,由实验可知这三种酸的酸性大小为 。
③该装置中存在不妥之处,请提出改正措施 。
通常状况下,CO是一种无色、无味、有毒的气体,难溶于水,与酸、碱、盐溶液均不反应。已知乙二酸晶体加热分解的方程式为:H2C2O4•2H2O
3H2O + CO2↑+ CO↑,不考虑其他因素干扰,如何利用下列装置验证反应产物中含有CO2和CO(装置不能重复使用)。酒精喷灯可作高温热源。
请回答下列问题:
(1)检验装置A气密性的方法是
(2)按气流方向连接各仪器,用数字表示接口的连接顺序:①→ ;
(3)证明CO存在的实验现象是 ;
(4)本实验尾气处理的方法是 ;
(5)根据题给的数据,假设反应产生的气体全部排出,并与吸收液充分反应(提示:B、C中澄清石灰水均先变浑浊,后又变澄清),D中溶质及对应的物质的量是______________。
实验室欲用NaOH固体配制1.0mol/L的NaOH溶液480mL:
(1)配制时,必须使用的玻璃仪器有________、________、________、________。
(2)要完成本实验该同学应称出NaOH________g。
(3)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图,烧杯的实际质量为________g。
(4)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________。
(5)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线。
某化学兴趣小组拟用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品:铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)稀硫酸应放在 中(填写仪器编号).
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关,将仪器中的空气排尽后,再关闭开关 、打开开关 就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由 .
(3)该实验使用铁粉,除反应速率可能太快外,还可能会造成的不良后果是 .
(4)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] (式量为392),该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
①为洗涤(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O粗产品,下列方法中最合适的是 。
A.用冷水洗B.先用冷水洗,后用无水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗 D.用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度,称取a g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:
| 实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
| 消耗高锰酸钾溶液体积/mL |
25.52 |
25.02 |
24.98 |
滴定过程中发生反应的离子方程式为 .
滴定终点的现象是 .
通过实验数据计算的该产品纯度为 (用字母ac表).上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是 。
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低
甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
| 操作 |
现象 |
![]() |
I.A中溶液变红 II.稍后,溶液由红色变为黄色 |
(1)B中反应的离子方程式是 。
(2)A中溶液变红的原因是 。
(3)为了探究现象II的原因,甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在 。
②取A中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN—与Cl2发生了反应。
(4)甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了,他又进行了如下研究。
资料显示:SCN—的电子式为
。
① 甲同学认为SCN—中碳元素没有被氧化,理由是 。
② 取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN—中被氧化的元素是 。
③ 通过实验证明了SCN—中氮元素转化为NO3-,他的实验方案是 。
④ 若SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2,则转移电子的物质的量是______mol。