晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气体;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HClSiHCl3+H2);
③SiHCl3与过量的H2在1 100~1 200 ℃的温度下反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水剧烈反应,在空气中易自燃。
请回答:
(1)第一步制取粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 ,装置C中的烧杯需要加热,目的是 。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式是 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
下表是某城市某日的空气质量报告:
污染指数 |
首要污染物 |
空气质量级别 |
空气质量状况 |
55 |
SO2 |
II |
良 |
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行了如下探究:
[探究实验一]用下图所示装置进行实验。
① A装置的作用是(填“干燥”或“氧化”)SO2气体。
②实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变色,说明SO2与水反应生成一种酸。
③ D装置的作用是,D中发生反应的化学方程式是。
[探究实验二]往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH7(填“>”“=”或“<”),然后每隔1 h测定其pH,发现pH逐渐(填“变大”或“变小”),直至恒定。说明烧杯中的溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。
[查阅资料]SO2形成酸雨的另一途径为:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4。则在此过程中的飘尘是作为(填“催化剂”或“氧化剂”)。
[探究结论]SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。
[知识拓展]
(1)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为,是造成酸雨的另一主要原因。
(2)该市某工厂的燃料煤中硫的质量分数为0.16%,该工厂每天燃烧这种煤100吨。如果煤中的硫全部转化为SO2,那么这些SO2在标准状况下的体积约为m3。
某化学兴趣小组在探究次氯酸钠溶液的性质时发现:
往过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变黄。
请你协助他们完成该反应还原产物的探究。
(1)甲同学推测该反应的还原产物为Cl2;乙同学推测该反应的还原产物为。
(2)假设乙同学的推测是正确。
写出过量FeSO4溶液中,滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸的离子方程式:
。
请你设计一个实验方案,验证乙同学的推测是正确的。
要求在答题卡上按下表格式写出实验步骤、预期现象和结论(可以不填满):
实验操作 |
预期现象和结论 |
步骤1:取上述反应后的溶液少许于试管A中, 。 |
|
步骤2: 。 |
|
步骤3: 。 |
(1)浓硫酸和木炭(C)加热时反应的化学方程式为:
;
为了验证反应的全部生成物,用下图装置进行实验。
(2)上图A处是完成实验的必要装置,它是下列图中的(填编号);
(3) C装置中盛放的试剂为,
其作用是;
(4)能够证明存在CO2气体的实验现象是:
。
(7分) 喷泉是一种常见的自然现象,产生原因是存在压强差。
试根据下图,回答下列问题:
(1)在图A的烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是()。
A.HCl和H2O B.SO2和饱和NaHSO3溶液
C.Cl2和饱和NaCl溶液 D.CO2和NaOH溶液
(2)在图B的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,可能产生喷泉的是()
A.Cu与稀盐酸 B.NaHCO3与NaOH溶液
C.CaCO3与稀硫酸 D.NaHCO3与浓盐酸
(3)如果提供如图C的装置,引发喷泉的方法和原理是
。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3mol·L-1 |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验作参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
||||
③ |
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
[数据处理]实验测得p—CP的浓度随时间变化的关系如图,①②③分别代表以上三组实验测得的数据曲线。
(2)请根据实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;v(p—CP)= mol·L-1·s-1。
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率_____。 (增大或减小)但其他文献表明,温度过高时(如接近100℃)反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:_________________________。
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时, __
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法: