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16.光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如图:

回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑,其中还原剂为C(填化学式),该反应涉及的副反应可能有(碳不足)C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+CO2↑和(碳足量)3C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑.
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如表:
组分名称SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3
质量分数0.5450.4050.04620.00030.001930.00157
沸点/℃57.631.88.2-8512.575.5
图中“操作X”的名称为精馏(或蒸馏或分馏);PCl3的电子式为
(3)已知反应Ⅳ的化学方程式为3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si3N4+12HCl,则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为制取盐酸.若向一2L恒容密闭容器中投入1mol SiC14和1mol NH3,6min后反应完全,则0~6min内,HCl的平均反应速率为0.25 mol•L-l•min-l

分析 根据流程反应I为焦炭和石英砂高温条件下发生反应2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑,反应Ⅱ主要为Si与氯气高温反应生成SiCl4,根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同,经过精馏(或蒸馏或分馏)得到纯SiCl4,反应Ⅲ为SiCl4与氢气、氧气在1500℃时反应SiCl4+O2+2H2$\frac{\underline{\;1500℃\;}}{\;}$SiO2+4HCl,反应IV为SiCl4与NH3在1400℃时反应3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si3N4+12HCl,
(1)还原剂失去电子发生氧化反应;碳足量时,生成碳化硅和CO;
(2)根据表中数据分析;PCl3为共价化合物;
(3)反应Ⅲ和Ⅳ中尾气为氯化氢气体;根据v=$\frac{△c}{△t}$计算.

解答 解:(1)反应2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑中,C元素化合价升高被氧化,为还原剂;),该反应涉及的副反应可能有(碳不足)C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+CO2↑和(碳足量)3C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑;
故答案为:C;3C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑;
(2)根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同,经过蒸馏得到纯SiCl4,所以“操作X”的名称为精馏(或蒸馏或分馏),PCl3为共价化合物,则电子式为:
故答案为:精馏(或蒸馏或分馏);
(3)反应Ⅲ为SiCl4与氢气、氧气在1500℃时反应生成SiO2和HCl,方程式为:SiCl4+O2+2H2$\frac{\underline{\;1500℃\;}}{\;}$SiO2+4HCl,反应IV为SiCl4与NH3在1400℃时反应生成Si3N4和HCl,方程式为:3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si3N4+12HCl,所以反应III和IV中尾气HCl的用途为制取盐酸,
若向一2L恒容密闭容器中投入1mol SiC14和1mol NH3,发生反应3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si3N4+12HCl,SiC14过量,氨气反应完全,6min后反应完全,则生成的n(HCl)=3mol,0~6min内,HCl的平均反应速率为$\frac{3mol÷2L}{6min}$=0.25mol•L-l•min-l
故答案为:制取盐酸;0.25.

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高考常见题型,难度中等,注意把物质的性质和物质反应量的关系.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列有关说法不正确的是(  )
A.BaSO4(s)+4C(s)═BaS(s)+4CO(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
B.为处理锅炉水垢中的CaSO4,可先用饱和Na2CO3溶液浸泡,再加入盐酸溶解
C.己知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1,则水电离的热化学方程式为:H2O(l)?H+ (aq)+OH-(aq)△H=+57.3 kJ•mol-1
D.向0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入少量醋酸钠固体,c(CH3COO-)/c(Na+ )变大

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.等物质的量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应,产生H2的体积相同(相同状况),下列判断正确的是(  )
A.反应掉的三种金属的质量相等B.反应后三种金属质量相等
C.所用盐酸均过量D.三种金属可以都有剩余

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

4.某兴趣小组利用文献资料设计方案对氯及其化合物进行探究.
I.用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气
(1)该小组利用如图装置及试剂制备并收集适量Cl2,装置B中收集的气体中所含的杂质有HCl、H2O(g),D的作用是吸收C中逸出的Cl2
(2)制得的氯气中加入适量水,得到饱和氯水,
饱和氯水中含氯元素的微粒有Cl-、Cl2、ClO-、HClO(写出全部微粒的化学式).
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HC1O溶液的方法之一.在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去,过滤,得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强.
①滤液漂白性增强的原因是氯水中存在平衡Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,CaCO3与盐酸反应,平衡正向移动,增大了HClO的浓度,漂白效果增强(用化学平衡移动原理解释).
②已知H2CO3的第二电离常数K2=5.6×10-11,HClO的电离常数K=3.0×10-8,写出Cl2与Na2CO3溶液按物质的量之比1:1恰好反应的离子方程式Cl2+H2O+CO32-=HCO3-+HClO+Cl-
Ⅱ.ClO3-、Cl-和H+反应的探究
(4)KClO3、KCl与硫酸可以反应.该小组设计了系列实验研究反应条件对反应的影响,实验记录如表(实验在室温下进行):
烧杯编号1234
氯酸钾饱和溶液1mLV1mLV2mLV3mL
氯化钾固体1g1g1g1g
8mLV4mL3mL0mL
硫酸(6mol/L)V5mL2mLV6mL8mL
现象无现象溶液呈浅黄色溶液呈黄绿色,生成浅黄绿色气体
①该系列实验的目的其他条件相同,氢离子或者硫酸浓度不同对化学反应速率的影响.
②烧杯2加水的体积V4应为6 mL,烧杯4中的现象溶液呈黄绿色,生成黄绿色气体.
(5)该小组同学查资料得知:将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成;ClO2沸点为10℃,熔点为-59℃,液体为红色;Cl2沸点为-34℃,液态为黄绿色.设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.同温同压下,分别用等质量的H2、CO、CO2、NH3四种气体吹起四个气球,其中由H2吹起的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

1.CuCl广泛应用于化工和印染等行业.某研究性学习小组拟热分解ag CuCl2•2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究.

阅读资料:
资料一CuCl2•2H2O在HCl气流中加热至140℃产生CuCl2CuCl2在受热大于300℃时生成CuCl和Cl2
资料二CuCl2•2H2O直接加热产生Cu2(OH)2Cl2Cu2(OH)2Cl2在受热到200℃时产生CuO
请回答下列问题:
(1)请在表中填写实验操作的步骤.
步骤操作描述
检验装置的气密性后加药品
在“气体入口”处通干燥HCl
点燃酒精灯,加热
熄灭酒精灯,冷却
停止通入HCl,然后通入N2
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是先变红后褪色.
(3)装置D的作用是收尾气氯气和氯化氢:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O.
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是加热温度不够.
②若杂质是CuO,则产生的原因是HCl气流不足.
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质对反应后得到的产品进行称量,求出agCuCl2•2H2O完全转化为CuCl的质量,如果该数值小于产品的称量值,就可判断含有氯化铜.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.硫酸亚铁是人体常用的补铁剂,缺少Fe2+会导致缺铁性贫血.绿矾(FeSO4•7H2O)在不同温度下易分解得各种铁的氧化物和硫的氧化物.已知SO3是一种无色晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃,氧化性及脱水性较浓硫酸强,能漂白某些有机染料,如品红等.回答下列问题:

(1)第一组同学按照图1装置做绿矾的分解实验,并检验其分解产物.装置B中观察到品红褪色,第一组同学得出结论:绿矾的分解产物中含有至少含有SO2和SO3的一种.
(2)第二组同学为了进一步探究褪色的原因,对第一组同学做完实验B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中BC.(填字母)
A.不含SO2           B.一定含有SO3           C.可能含SO2
(3)第三组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,第三组同学从图2中选取了部分仪器设计了一套检验绿矾分解的气体产物装置:
①第三组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为a→e→f→b→c→g.
②验证分解产物中有O2的简要实验操作步骤及现象是用拇指堵住试管口,取出试管,松开拇指立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气
(4)检验绿矾分解产物中含有三价铁,应选用的实验仪器有试管、胶头滴管、药匙;选用的试剂为盐酸或稀硫酸、KSCN溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列实验结论或推论正确的是(  )
实验操作相应实验现象结论或推论
A溴水中加入苯,充分振荡、静置水层几乎呈无色苯与溴发生了反应
B一小粒金属钠投入装有无水乙醇的试管中反应结束前一段时间,钠浮在乙醇表面密度:乙醇大于钠
C分别向盛有KI3溶液的a、b试管中滴加淀粉溶液和AgNO3溶液a中溶液变蓝,b中产生黄色沉淀KI3溶液中存在:I3-?I2+I-
D分别向含Mn2+的草酸溶液X和不含Mn2+的草酸溶液Y中滴加酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液在X溶液中褪色较快
Mn2+也能还原高锰酸钾
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.向含Fe2(SO43、CuCl2、H2SO4的混合溶液中投入足量的Fe粉,充分反应后,剩余的固体物质经干燥,称得其质量比加入的铁粉质量减轻16g,此时溶液中c(Fe2+)是原混合液中c(Cu2+)的3倍(反应前后体积没有变化),溶液中c(SO42-)与c(Cl-)之比是(  )
A.1:2B.2:1C.1:3D.1:1

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