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:①四氯化硅遇水极易水解;②SiCl4沸点为57.7℃,熔点为-70.0℃。请回答:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置C中的试剂是 ;装置F的作用是 ;
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,精馏后的残留物中含有铁元素,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。
①反应的离子方程式: 。
②滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
③滴定前检验Fe3+是否被完全还原的实验操作是 。
(每空1分,共6分)下面是某科学兴趣小组的同学做同周期元素性质递变规律实验时,设计的一套实验方案。其中实验步骤如下:
请整理并完成实验报告:
(1)实验目的:。
(2)实验用品:
试剂:金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
仪器:、酒精灯、表面皿、试管夹、镊子、小刀、玻璃片、砂纸等。
(3)实验内容(完成下列表格中的未完成的实验现象和化学方程式):
实验序号 |
实验现象 |
化学方程式 |
① |
有气体产生,溶液变成浅红色 |
|
② |
生成浅黄色沉淀 |
Na2S+Cl2=2NaCl+S↓ |
③ |
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ |
|
④ |
剧烈反应,迅速产生无色气体 |
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ |
⑤ |
反应不十分剧烈,产生无色气体 |
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ |
⑥ |
开始时生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O |
(4)实验结论:。
(5)请用原子结构的知识简单解释上述结论:。
(每空2分,共6分)在下图所示的实验装置中,A中盛有品红溶液,B 中盛有NaOH溶液。请回答下列问题:
(1)若向A中通入足量的二氧化硫气体,A中的现象是。
(2)如果A中盛的是浓硫酸,加入铜,加热反应,此反应中表现浓硫酸的酸性和性。
(3)如果A中盛的是浓盐酸,加入二氧化锰,加热反应,此反应中浓盐酸的作用是。
(每空2分,共14分)在锌与盐酸反应的实验中,某同学得到的结果如下表所示:
锌的质量/g |
锌的形状 |
温度/℃ |
完全溶于水的时间/s |
|
A |
2 |
薄片 |
5 |
400 |
B |
2 |
薄片 |
15 |
200 |
C |
2 |
薄片 |
25 |
100 |
D |
2 |
薄片 |
35 |
t1 |
E |
2 |
颗粒 |
15 |
t2 |
F |
2 |
粉末 |
15 |
t3 |
G |
2 |
薄片(含少量杂质Cu) |
35 |
t4 |
(1)t1=s,在答题卷的方框内画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)。
(2)利用所画的曲线图,关于温度影响反应速率的结论是。
(3)t1(填“>”或“<”)t4,原因是。t2t3(填“>”或“<”),原因是。
(每空1分,共7分)如图所示3套实验装置,分别回答下列问题:
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后,向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为。
(2)装置2中的石墨是极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为。
(3)装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L-1的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。取出Cu电极,洗涤、干燥、称量,电极增重 0.64 g。
①电源的M端为极,甲烧杯中铁电极的电极反应为;
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为;
③甲、乙两烧杯中生成的气体标准状况下共mL。
(每空2分,共8分)如图所示,把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是。
(2)产生上述现象的原因是。
(3)写出有关反应的离子方程式。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。