高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为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图。
相关信息: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化合生成相应的氯化物;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)仪器e的名称为 ,装置A中f管的作用是 ,其中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置B中的试剂是 。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案 |
不足之处 |
甲 |
|
乙 |
|
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案: 。
(5)通过上述合理的装置制取并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)。
用A、B、C三种装置都可制取溴苯。请分析三套装置,并完成下列问题:
(1)写出制取溴苯的化学反应方程式:____________________________________,
(2)装置A、C中的长导管作用:一是导出HBr气体,二是__________________________。
(3)C装置已连接好,并进行了气密性检验,也装入了合适的药品,接下来要使反应开始,对C应进行的操作是_______________________。
(4)A、B、C三套装置中容易造成环境污染的是_________,原料利用率低的是__________
(5)B中采用了双球吸收管,其作用和可能出现的现象是______________________________;
X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素,X和Y同主族,Y和W的氢化物具有相同的电子数。在中学范围内X的单质只有氧化性,且是空气的主要成份之一。
(1)写出实验室制取W2反应的离子方程式。
(2)某小组设计如图所示的装置,分别研究YX2和W2的性质。
①分别通入YX2和W2,在装置A中观察到的现象是否相同(填“相同”或“不相同”);若装置D中装的是铁粉,当通入足量W2时观察到的现象为;若装置D中装的是五氧化二钒,当通入足量YX2时,打开K通入适量X2,化学反应方程式为;
②若装置B中装有5.0mL 1.0×10-3mol/L的碘水,当通入足量W2完全反应后,转移了5.0×10-5mol电子,该反应的化学方程式为。
(2)某同学将足量的YX2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,再向该试管中加入过量的下列溶液也无沉淀生成的是 (填字母)。
A.氨水 |
B.稀盐酸 |
C.稀硝酸 |
D.氯化钙 |
E.双氧水
F.硝酸银
(10分)某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表:
实验方案 |
实验现象 |
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞 |
(a)浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失,溶液变红色 |
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 |
(b)产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色 |
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 |
(c)反应不十分强烈,产生无色气体 |
④镁带与2 mol·L-1的盐酸反应 |
(d)剧烈反应,产生无色气体 |
⑤铝条与2 mol·L-1的盐酸反应 |
(e)生成白色胶状沉淀,既而沉淀消失 |
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 |
(f)生成淡黄色沉淀 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告:
(1)实验目的:____________________________________________________________。
(2)实验用品:仪器:试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管、滤纸
药品:镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L-1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、AlCl3溶液
(3)实验内容:(填写题给信息表中的序号)
实验方案 |
实验现象(填写序号) |
① |
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② |
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③ |
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④ |
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⑤ |
|
⑥ |
实验结论:__________________________________________________________。
某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。
(1)装置A中发生反应的化学方程式是。
(2)试剂Y是;作用是。
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯的氧化物。可以确定的是C中含有氯元素的盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C中反应后固体的成分进行猜想和探究。
提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和物质W;
假设2:存在三种成分:NaHCO3、Na2CO3和物质W。
则上述假设中物质W为(填化学式)。
设计方案,进行实验。请填写相应的实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:稀H2SO4、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液。
(4)若假设l成立,已知C中有0.1mol Cl2参加反应,推知C中反应的化学方程式为。
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①装置A中发生反应的离子方程式是。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 |
D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄,振荡后,下层CCl4层无明显变化。 |
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: |
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。D装置中:红色慢慢褪去。E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.Fe3+ +3SCN-![]() ⅱ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2> (SCN)2。 ⅲ.Cl2和Br2反应生成BrCl,BrCl呈红色(略带黄色),沸点约5℃,它与水能发生水解反应,且该反应为非氧化还原反应。 ⅳ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因,现设计简单实验证明上述解释:取少量褪色后的溶液,滴加溶液,若溶液颜色,则上述解释是合理的。
②探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式(离子或化学方程式不限定)解释仅产生白色沉淀原因、