单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。
实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
AlCl3 |
FeCl3 |
沸点/℃ |
57.7 |
- |
315 |
熔点/℃ |
-70.0 |
- |
- |
升华温度/℃ |
- |
180 |
300 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 。(2)装置C中的试剂是 ; D、E间导管短且粗的原因是 。
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3: 。
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/L KMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号 |
操 作 |
可能出现的现象 |
结论 |
① |
向a试管中滴加几滴 溶液 |
若溶液褪色 |
则假设1成立 |
若溶液不褪色 |
则假设2或3成立 |
||
② |
向b试管中滴加几滴 溶液 |
若溶液褪色 |
则假设1或3成立 |
若溶液不褪色 |
假设2成立 |
||
③ |
向c试管中滴加几滴 溶液 |
|
假设3成立 |
下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】制取乙酸乙酯
【实验原理】甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙 酸乙酯,该反应的化学方程式为。
【装置设计】甲、 乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
若从甲、乙两位同学设计的装置中选择一套作为实验室制取乙酸乙酯的装置,选择的装置应是(填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是。
【实验步骤】
A 按所选择的装置组装仪器,在试管①中先加入3mL95%的乙醇,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入2 mL冰醋酸;
B 将试管固定在铁架台上;
C 在试管②中加入5 mL X试剂;
D 用酒精灯对试管①加热
E.当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】(1)实验中浓硫酸的作用是。
(2)试管2中加入的X试剂为。
(3)步骤E试管②中观察到的现象是。
(4)常用方法分离获得实验中的乙酸乙酯。
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。实验室里从海带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;③______________________。
写出实验②中有关反应的离子方程式 _______________________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有关试剂是___________。
A.甲苯,酒精 | B.四氯化碳,苯 |
C.汽油,乙酸 | D.汽油,甘油 |
(3)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂还需经过蒸馏,指出上图实验装置中的错误之处:①②③。
(4)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是___________;最后,晶态碘在___________里聚集。
完成以下实验:①用右图所示的装置制取溴乙烷;②进行溴乙烷的性质实验。在试管I中依次加入2 mL 蒸馏水、4 mL浓硫酸、2 mL 95%的乙醇和3g溴化钠粉末,在试管Ⅱ中注入蒸馏水,在烧杯中注入自来水。加热试管I至微沸状态数分钟后,冷却。试回答下列问题:
(1)试管I中浓硫酸与溴化钠加热反应生成氢溴酸,写出氢溴酸与乙醇在加热时反应的化学方程式。
(2)试管I中反应除了生成溴乙烷,还可能生成的有机物有_、
(写出两种有机物的结构简式)。
(3)溴乙烷的沸点较低,易挥发,为了使溴乙烷冷凝在试管Ⅱ中,减少挥发,上图中采取的措施有、_。
(4)在进行溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热的性质实验时,把生成的气体通过下图所示的装置。用下图装置进行实验的目的是_;下图中右边试管中的现象是;水的作用是。
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(杂质中不含铁元素,且杂质不与H2、H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定
实验结果:将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中完全反应, 测得装置B增重1.35 g。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定
Ⅲ.问题讨论与解决:
(1)如要验证滤液A中铁元素的存在形式,可另取两份滤液A分别进行实验,实验方法、现象与结论如下表。请将其补充完整。
可供选择的试剂有:酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水
实验方法 |
实验现象 |
结论 |
步骤1:在滤液A中加入 |
滤液A中有Fe3+ |
|
步骤2:在滤液A中加入 |
滤液A中有Fe2+ |
(2)步骤④中煮沸的作用是:;
(3)步骤③中反应的离子方程式为:;
(4)请通过实验Ⅰ、Ⅱ计算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式。(写出计算过程)
化学小组同学依据化学反应Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O制取22.4 L(标准状况)SO2气体。取65.0 g锌粒与98%的浓H2SO4(ρ=1.84 g·cm-3)110 mL充分反应,锌全部溶解。对于制得的气体,有同学认为可能混有氢气。为此,化学小组的同学设计了如下实验装置,对所制取的气体进行探究。
请回答下列问题:
(1)装置A中添加液体的仪器名称为;98%的浓H2SO4(ρ=1.84 g/cm3)的物质的量浓度是;
(2)请写出产生氢气的反应的离子方程式;
(3)①装置B是为了吸收SO2,则不能选用下列试剂中的(填序号);
A.NaOH溶液 B.浓H2SO4 C.KMnO4溶液
②可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有氢气的实验现象是;