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 |
(1)①研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强,他设计了如下几种方案,其中合理的是 (填序号)
A.铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出; |
B.铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2; |
C.铜片置于FeCl3溶液中,铜片逐渐溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2) |
D.铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气泡产生,而铜片无气泡 |
E.常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片不溶解,而铜片溶解
②请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品;
c.写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象
(2)学完原电池的相关知识后,甲组同学认为构成原电池必须有三个条件:①活动性不同的两极;②电解质溶液;③闭合回路。乙组同学对条件①提出异议,认为相同的两极也可以构成原电池,以下为乙组同学的实验装置简图以及实验报告的部分内容。请仔细阅读实验报告,然后将实验报告补充完整并填在相应的横线上。装置中盐桥的作用之一是使整个装置构成闭合回路。
浓差电池与温差电池
一、【实验目的】
1、电池中两杯溶液及电极均相同,两杯溶液的浓度不同,可否形成原电池
2、电池中两杯溶液及电极均相同,两杯溶液的温度不同,可否形成原电池
3、电池中两杯溶液及电极均相同,研究两杯溶液的 对电池电压和电流的影响
4、电池中两杯溶液及电极均相同,研究两杯溶液的 对电池电压和电流的影响
二、【仪器与药品】略。
三、【实验方法与步骤】
Ⅰ、实验方法:略。
Ⅱ、研究的步骤
㈠实验A:浓差电池
电解液均为硫酸铜,电极均为铜片:
1、甲烧杯中固定装入浓度 0.8 mol/L 的硫酸铜溶液。
2、乙烧杯中分別装入浓度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸铜溶液。
3、使用铜片当电极。测量这六种组合电池的稳定电压及电流,将结果记录于表 1。
㈡实验B:温差电池
电解液均为硫酸铜,电极均为铜片:(步骤略,结果记录于表2)
四、【实验结果】
实验A:浓差电池:表1
甲杯硫酸铜浓度 mol/L |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
乙杯硫酸铜浓度 mol/L |
0.8 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
两杯溶液浓度差值 |
0 |
0.4 |
0.6 |
0.7 |
0.75 |
0.775 |
电压 mV |
0 |
6 |
12 |
16 |
22 |
26 |
电流![]() |
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.07 |
0.08 |
实验B:温差电池:表2
甲杯硫酸铜温度℃ |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
乙杯硫酸铜温度℃ |
19 |
29 |
39 |
49 |
59 |
69 |
两杯溶液温差℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
电压 mV |
0 |
6.1 |
12 |
20 |
27 |
34 |
电流 mA |
0 |
0.025 |
0.047 |
0.07 |
0.15 |
0.18 |
五、【讨论】
1、浓差电池:若硫酸铜浓差电池放电较长一段时间后,可观察到甲杯高浓度的溶液颜色逐渐变浅,而乙杯颜色变深,而电压也逐渐下降,同时可观察到甲杯中铜片表面有铜析出。
这说明:甲杯中的电极反应式为
乙杯中的电极反应式为
电池放电一段较长时间后电压下降的原因:
2、温差电池(略)
六、【结论】
由上述【实验结果】可得结论:
实验A: [来源:学&科&网Z&X&X&K]
实验B:(略)
甲、乙两小组同学给你什么启示:
某溶液中含有Ba2+,Cu2+,Ag+,现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离。其流程图如右(写出最佳答案)
(1)沉淀的化学式:沉淀1,沉淀2,沉淀3;
(2)写出混合液+A的离子方程式
溶液+B的离子方程式
(10分)(2003上海高考题)工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图;反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为(N2、O2不与I2反应):
SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI
(1)混合气体进入反应管后,量气管内增加的水的体积等于的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后,没有及时停止通气,则测得的SO2含量(选填:偏高,偏低,不受影响)。
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用代替(填写物质名称)。
(4)若碘溶液体积为VamL.,浓度为Cmol·L-1,N2与O2的体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为:。
(5)将上述装置改为简易实验装置,除导管外,还需选用的仪器为.(选下列仪器的编号)。
a.烧杯 b.试管 c.广口瓶 d.容量瓶
e.量筒 f.单孔塞 g.双孔塞
实验室用密度为1.18g/mL,质量分数为36.5%浓盐酸配制250mL0.1mol/L的盐酸溶液,填空并请回答下列问题:
(1)配制250mL0.1mol/L的盐酸溶液
应量取盐酸体积/mL |
应选用容量瓶的规格/mL |
除容量瓶外还需要的其它仪器 |
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次) ________;
A.用30mL水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡 |
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀 |
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中 |
D.将容量瓶盖紧,颠倒摇匀 |
E、改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
(3)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是,溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为______________________________;
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?若没有进行A操作;若加蒸馏水时不慎超过了刻度线;若定容时俯视刻度线___________________。
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?加蒸馏水时不慎超过了刻度线;向容量瓶中转移溶液时(实验步骤②)不慎有液滴洒在容量瓶外面。
(共9分)某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。
(Ⅰ)为了用实验的方法验证镁和铝的金属性强弱,学生甲和学生乙分别设计了两种不同的方法:
方案一:学生甲用水作试剂,比较镁和铝与水反应的情况
方案二:学生乙用稀盐酸作试剂,比较镁和铝与稀盐酸反应的情况
回答下列问题:
(1)以上两实验方案实验现象较为明显的是方案。
(2)学生乙在实验中取了一段黑色的镁带,投入稀盐酸中,现象不十分明显,请分析原因。
(3)学生内另辟蹊径,不用镁、铝的单质,而用镁、铝的可溶盐及一些其它化学试剂,进行实验也得出正确的结论,简述学生丙用的是什么方法?
(Ⅱ)学生丁设计了下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。他设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱,已知A是强酸,常温下可与铜反应;B是块状固体;打开分液漏斗的活塞后,C中可观察到白色沉淀生成。
(1)A写出所选用物质的化学式:
A:,
B:。
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式:。