硅及其化合物在工业上有广泛用途,以硅粉、镁粉等原料制备硅烷的工业流程如下:
反应釜中发生反应:4NH4Cl+Mg2 Si 4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2 △H<0
(1)工业上可用硅烷和氨气生产一种能耐高温的材料Si3 N4,Si3 N4应属于 晶体;NH3、Si3 N4和SiH4三种物质的熔沸点由高到低的顺序是 。
(2)上述生产硅烷的过程中反应釜抽真空的原因是 。
(3)液氨参与循环的作用是 。
(4)氨气也是重要的工业原料,1mol氨气在一定温度下(T>150℃)发生催化氧化反应能释放出226.5kJ的热量,该反应的热化学方程式是 。
(5)三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)难溶于水,在医药上可做抗酸剂。它可以中和多余胃酸(主要成分盐酸),生成的难溶物还可覆盖在有溃疡的胃表面,保护其不再受刺激。三硅酸镁与胃酸反应的化学方程式是 。若将1.84g三硅酸镁加到50mL 1.0mol/L盐酸中,充分反应后,滤去沉淀,以甲基橙为指示剂,用l.0mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸,消耗NaOH溶液30mL,则Mg2Si3O8·nH2O中n的值是 。
草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,部分性质如下:能溶于水,易溶于乙醇;大约在175℃升华(175℃以上分解生成H2O、CO2和CO);H2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓+2H2O。现用H2C2O4进行如下实验:
(一)探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO2和CO,A、B、C中所加入的试剂分别是:
①B中盛装的试剂(填化学式);
②A中加入乙醇的目的是。
(二)探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈碱性,其原因是(用离子方程式表示)。
(三)用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I.实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理:□MnO+□H2C2O4+□=□Mn2++□CO2↑+□H2O
①配平上述离子方程式;
②滴定时KMnO4溶液应盛装于(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ.探究影响化学反应速率的因素
实验编号 |
H2C2O4溶液 |
酸性KMnO4溶液 |
温度 |
||
浓度(mol/L) |
体积(mL) |
浓度(mol/L) |
体积 (mL) |
||
① |
0.10 |
2.0 |
0.010 |
4.0 |
25 |
② |
0.20 |
2.0 |
0.010 |
4.0 |
25 |
③ |
0.20 |
2.0 |
0.010 |
4.0 |
50 |
(1)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是(填编号,下同),探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是。
(2)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。
请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:_____。
某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验:
(1)固体溶于稀盐酸的化学方程式为;
(2)试剂1的化学式是;加入试剂1后呈红色的原因是(用离子方程式表示)。
(3)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用化学用语和必要文字解释);;
(4)某一同学在实验中由于加入了过量新制氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,为了探究溶液褪色的原因,另有四位同学进行了下表的猜想,你认为丁同学的猜想会是什么?(提示:SCN-中硫元素化合价为-2价)
编 号 |
猜想 |
甲 |
溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe |
乙 |
溶液中的+3价Fe被氧化为更高的价态 |
丙 |
新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白 |
丁 |
? |
为验证丁同学的猜想合理与否?请同学们根据结论完成下表的实验设计方案。可选用试剂:浓硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、0.1mol·L-1FeCl3、
0.1mol·L-1CuSO4、20%KSCN、蒸馏水。
实验操作 |
预期现象 |
结 论 |
说明丁同学的猜想是合理的 |
工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)粉末为原料(含少量钡和铁的化合物)制备高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O),其过程为:
已知:Ⅰ.有关氢氧化物沉淀的pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH |
1.5 |
6.5 |
沉淀完全的pH |
3.7 |
9.7 |
Ⅱ.SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
(1)操作①需要加快反应速率,措施有充分搅拌和(写一种)。
碳酸锶与盐酸反应的离子方程式。
(2)在步骤②-③的过程中,将溶液的pH由1调节至;宜用的试剂为。
A. 1.5
B. 3.7
C. 9.7
D.氨水
E.氢氧化锶粉末
F.碳酸钠晶体
(3)操作③中所得滤渣的主要成分是(填化学式)。
(4)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是。
A.50~60℃ B.80~100℃ C.100℃以上
(5)步骤⑥宜选用的无机洗涤剂是。
为探究FeCl2溶液电解时阴阳极的产物,某兴趣小组用如下装置进行实验:
(查阅资料:电解能否发生、电极反应及其速率,与电压大小、离子浓度等因素有关。)
Ⅰ电极a表面始终未出现气泡,但产生了银灰色有金属光泽的固体。该电极的电极反应式为:___________________。
Ⅱ电极b开始一段时间内,表面无气泡产生,周围液体出现红褐色,逐渐浑浊。吸取该电极周围少许液体于两支试管中,一支试管中滴入淀粉-KI溶液,液体颜色不变;另一支试管中先加盐酸酸化,再滴入KSCN溶液,溶液变为红色。
结论:电解过程中产生了Fe3+,同时水解产生了红褐色物质。
(1)加盐酸酸化时发生的反应是______________________(用离子方程式表示)。
(2)对电解过程中Fe3+产生的原因进行猜想:
猜想①:Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化成Fe3+;
猜想②:________________________________________;
猜想③:……。
(3)设计实验验证猜想①
供选择的试剂:1mol/L FeSO4溶液、1mol/L盐酸、2mol/L盐酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸馏水
操作 |
现象和结论 |
①取一定量_______溶液,调节溶液pH为4.91;再以相同装置进行电解。 ②电解相同时间后,若电极b表面无气泡,_________________________ ________________________。 |
_____________________________________________ ______________________________________________。 |
洗煤和选煤过程中排出的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及Fe2O3)会占用大片土地,造成环境污染。某课题组利用煤矸石制备聚合氯化铝流程如下:
已知:聚合氯化铝([Al2(OH)nCl6-n]m(1≤n≤5,m≤10),商业代号PAC)是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。
(1)酸浸的目的是___________________________;实验需要 的500mL3.0 mol·L-1的盐酸,配制时所需要的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外还有______________________。
(2)若m=n=2,则生成PAC的化学方程式是_______________________________________。
(3)从含PAC的稀溶液中获得PAC固体的实验操作方法是_______、_________、_________。
(4)为了分析残渣2中铁元素的含量,某同学称取5.000g残渣2,先将其预处理使铁元素还原为Fe2+,并在容量瓶中配制成100mL溶液;然后移取25.00mL试样溶液,用1.000×10-2 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定,消耗标准溶液20.00mL。已知反应式为Fe2++MnO4-+H+—Fe3++Mn2++H2O(未配平)。判断滴定终点的依据是_______________________;残渣2中铁元素的质量分数为________________。