20．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等，．以下是工业上制取纯硅的一种方法．

已知：在一定条件下可发生反应：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H＜0
Ⅰ．反应②、③均需要加热，有如下两个温度区间分别供两反应选择，你认为反应②应选择a
（填序号字母），原因是因反应Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H＜0，温度较低时反应向正向进行程度较大，有利于SiHCl₃的生成；
a.520～530K           b.1350～1360K
Ⅱ．现在实验室模拟工业上粗硅提纯的过程，已知SiHCl₃遇水强烈水解，其他相关数据如下表所示：

物质	SiCl4	SiHCl3	AlCl3	FeCl3
沸点/℃	57.7	33.0	-	315
升华温度/℃	-	-	180	300

（1）现用如下装置（如图1）进行模拟反应②的过程．实验室制HCl的反应原理为：
2NaCl（s）+H₂SO₄（浓） QUOTE 2HCl↑+Na₂SO₄

A中是HCl的发生装置，你认为应选择下列哪套装置？d（填装置的序号字母），装置D中碱石灰的作用为吸收剩余HCl、防止空气中的水蒸气进入C装置造成SiHCl₃的水解；
（2）已知液态粗品SiHCl₃中含有杂质SiCl₄、AlCl₃、FeCl₃等，则流程中操作①为分馏（填操作名称），下列不是该操作所需的仪器是（如图2）bd（填装置序号字母）；
a．冷凝管    b．圆底烧瓶  c．蒸馏烧瓶  d．分液漏斗   e．温度计  f．接受器
（3）用SiHCl₃与H₂反应制备纯硅的装置如图3：
①按图示组装好仪器后，下列实验步骤的正确顺序为dbacef（填步骤的序号字母），
a．打开甲装置分液漏斗旋塞，滴加稀硫酸，反应生成H₂；
b．向装置中添加药品；
c．打开丙装置分液漏斗的旋塞，滴加SiHCl₃，并加热相应装置；
d．检查装置气密性；
e．停止向丙装置滴加SiHCl₃，并停止加热相应装置；
f．停止通H₂；
步骤c中需要加热的装置为丙、丁（填装置序号“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）
②该套装置的设计缺陷是无尾气处理装置．

19．硫酸铜溶液常用于农业上制波尔多液．如图1是用废铜料（铁、铜混合物）来生产硫酸铜的过程，请根据图示回答下列问题．
（1）试剂X的化学式为H₂SO₄，操作①的名称为过滤．
（2）甲同学认为途径Ⅰ比途径Ⅱ更为合理，其理由是ad（填编号）
a．对环境污染少      b．反应速率快
c．铜的利用率高      d．硫酸的利用率高
（3）实验室用浓硫酸与铜反应，采用图2装置制备并收集干燥的SO₂气体．
①A装置的名称分液漏斗．
②连接上述仪器的正确顺序是（填各接口处的字母）：a接d，e接b，c接g，f接h．
③反应终止后，发现烧瓶中有黑色物质出现，其中可能含有CuO、CuS等杂质．已知硫化铜不与H⁺反应，与足量稀硝酸反应生成Cu²⁺、+6价的S和NO气体，该反应的离子方程式为3CuS+8H⁺+8NO₃^-=3Cu²⁺+3SO₄^2-+8NO↑+4H₂O．利用所给试剂设计实验，检测黑色物质中是否存在CuS．其方案为：将烧瓶中混合物加入到蒸馏水中，充分反应后过滤，向滤渣中加入足量的稀硝酸，振荡静置，取上层清液少许于试管中，加入几滴氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明黑色物质中存在CuS（补充实验操作、现象和结论）．
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液

18．某化学活动小组用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液，设计如图1所示装置进行实验．

（1）电源中，a电极名称是负极．
（2）反应时，生成次氯酸钠的离子方程式为Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．
该小组同学利用制得的次氯酸钠溶液处理含氰废水，并测定含氰废水的处理百分率．利用图2所示装置进行实验．连接下图中各仪器，检查气密性，各装置都装好药品．将CN^-的浓度为0.2000mol•L^-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液（过量）置于装置1的锥形瓶中充分反应．打开分液漏斗活塞，滴入100mL稀H₂SO₄，关闭活塞．
已知装置1中发生的主要反应依次为：
CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-
2CNO^-+2H⁺+3C1O^-=N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O
可能还有的反应：Cl^-+ClO^-+H⁺=Cl₂+H₂O
（3）从左向右，各装置的接口顺序为a-d-e-b-c-g-h-f
（4）装置2中的NaOH溶液的作用是防止空气中的CO₂被装置3中的Ba（OH）₂溶液吸收
（5）装置5的作用为除去CO₂中的Cl₂．
（6）反应结束后，（从装置2）缓缓通入空气的目的是保证生成的CO₂全部被Ba（OH）₂ 溶液吸收
（7）若测得装置3中Ba（OH）₂溶液增重0.7g，则含氰废水被处理的百分率为0.795．

17．工业上可以利用菱镁矿（主要成分为MgCO₃）制取MgSO₄•7H₂O，其流程如图1：

（1）操作①的名称为过滤；步骤②需要冷却至30℃的原因是降低MgSO₄•7H₂O溶解度，使其析出；步骤③不使用更高温度的原因是避免失去结晶水
（2）如果产品的纯度不合格，可用如下过程提纯：粗品 $→_{分离}^{水、加热}$ 溶液 $→_{分离}^{冷却}$ 纯MgSO₄•7H₂O，这种提纯方法的名称为重结晶
（3）产品的纯度严重依赖于菱镁矿中MgCO₃的含量，实验室可采用如图2装置测定菱镁矿中MgCO₃的含量．
①D中试剂最好选用稀硫酸
②通入的气体A可以是a d（填字母代号）
a、H₂           b、空气            c、水煤气              d、N₂
③实验中需要测定的物理量有菱镁矿样品质量、实验前后E装置质量
④实验结果偏高的原因可能是E吸收了空气中的水蒸汽或二氧化碳
⑤另有一种测定方法是：将菱镁矿溶于稀盐酸，加入过量氢氧化钠溶液，通过测定氢氧化镁沉淀的质量计算纯度．已知溶液中Mg²⁺（0.1mol/L）开始沉淀的pH为10，则要保证溶液中Mg²⁺完全沉淀，溶液的pH至少为12．

16．K₂CO₃有广泛的用途．
（1）钾肥草木灰中含有K₂CO₃、K₂SO₄、KCl等．将草木灰用水浸取，过滤、蒸发得浓缩液．
①该浓缩液呈碱性的原因用离子方程式表示为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
②检验该浓缩液中Cl^-所用的试剂有ABD．
A．AgNO₃溶液B．硝酸C．盐酸
D．Ba（NO₃）₂溶液E．BaCl₂溶液
（2）工业上曾利用如下反应生产碳酸钾：K₂SO₄+C+CaCO₃→K₂CO₃+X+CO₂↑（未配平），已知X为两种元素组成的化合物，则X的化学式为CaS；反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2．
（3）离子膜电解-炭化法是目前生产碳酸钾的常用的方法．
第一步：精制KCl溶液粗KCl中含有Ca²⁺、Mg²⁺等离子，按以下流程精制：

已知：加入K₂CO₃后，溶液中部分Mg²⁺转化为MgCO₃沉淀．
K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，K_sp（CaCO₃）=2.8×10^-9，K_sp（MgCO₃）=6.8×10^-6．
①操作Ⅰ的名称是过滤．
②当加入KOH后，溶液中n（CO₃^2-）增大，主要原因是K_sp[Mg（OH）₂]比K_sp[MgCO₃]小，加入KOH后，MgCO₃转化为Mg（OH）₂而导致n（CO₃^2-）增大（或其他合理答案，如：MgCO₃（s）?Mg²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），加入KOH，Mg²⁺与OH^-结合生成更难溶的Mg（OH）₂，使平衡正移，n（CO₃^2-）增大）．
第二步：电解精制后的KCl溶液制取KOH，其它产物制取盐酸．
第三步：将KOH与CO₂反应转化为KHCO₃，再将KHCO₃分解得到产品．
③离子膜电解-炭化法的整个过程中，可以循环利用的物质有盐酸、CO₂．

15．实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如图1

（1）为使Mg²⁺、A1 ³⁺同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入B（填“A”或“B”），再滴加另一反应物．
（2）如图2所示，过滤操作中的一处错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁．
（3）判断流程中沉淀是否洗净所采取的方法是取少量最后一次洗涤液，加入AgNO₃溶液（或磷酸酸化的AgNO₃溶液），若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净；若没有沉淀生成，则说明已经洗涤干净．
（4）高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是坩埚．
（5）无水AlCl₃（183°C升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备：

装置 B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是除去HCl．F中试剂的作用是吸收水蒸气．用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为碱石灰（或NaOH与CaO混合物）．

14．乙二酸（H₂C₂O₄）俗名草酸，可用于除锈、织物漂白等．一种制备草酸的简要流程如图：

完成下列填空：
（1）步骤I生成甲酸钠、步骤Ⅱ加热放出H₂，写出操作Ⅱ的化学反应方程式．2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na₂C₂O₄+H₂↑
（2）步骤Ⅱ和 V都是过滤，滤渣分别为CaC₂O₄和CaSO₄．写出试剂a和试剂b的化学式．
试剂aCa（OH）₂    试剂bH₂SO₄
（3）将草酸溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等操作，最终获得草酸晶体．
（4）H₂C₂O₄加热分解的产物为CO₂、CO、H₂O．用纯净的草酸晶体不能证明有H₂O生成，原因是草酸晶体中含有水．
（5）草酸晶体的纯度测定：称取草酸晶体0.250g置于烧杯中，并加一定量水溶解．将硫酸酸化的0.0400mol/L KMnO₄溶液置于酸式滴定管中，滴定过程中生成CO₂和MnSO₄．终点时消耗KMnO₄溶液25.00mL．则H₂C₂O₄的含量为50.4%%．
（6）在滴定时，向草酸溶液中匀速滴入酸性KMnO₄溶液，溶液的褪色速度总是先慢后快．推测上述现象与Mn²⁺离子有关．原因是生成的Mn²⁺对此反应起催化剂的作用．

13．氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体．

甲同学的实验方案如下：
（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为e接a，b接f，g接d，加入药品前首先要进行的实验操作是检验装置气密性（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是除去H₂中的H₂O和HCl．
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是除去锂表面的石蜡，然后快速把锂放入到石英管中．
（3）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是收集c处排出的气体并检验H₂纯度．
（4）加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处．采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险．（反应方程式：LiH+H₂O=LiOH+H₂↑），分析该反应原理，完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式LiH+CH₃CH₂OH=CH₃CH₂OLi+H₂↑．
（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为10：1．

12．某化学课外小组用如图装置制取溴苯．
先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中．
（1）写出A中反应的化学方程式C₆H₆+Br₂$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C₆H₅Br+HBr． 
（2）观察到A中的现象是反应液微沸有红棕色气体充满A容器．
（3）实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是除去溶于溴苯中的溴，便于观察溴苯的颜色，写出有关的化学方程式Br₂+2NaOH═NaBr+NaBrO+H₂O．
（4）C中盛放CCl₄的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气．能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入AgNO₃溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明．另一种验证的方法是向试管D中加入石蕊试液，现象是溶液变红色．

11．S₂Cl₂是工业常用的硫化剂，广泛应用于石油化工．实验室制备S₂Cl₂的方法有两种：
①CS₂+3Cl₂ $\stackrel{95～100℃}{→}$ CCl₄+S₂Cl₂；  ②2S+Cl₂$\stackrel{50～60℃}{→}$S₂Cl₂．
已知S₂Cl₂不稳定，在水中易发生歧化反应（一部分硫元素化合价升高，一部分硫元素化合价降低）反应设计的几种物质的熔、沸点如表：

物质	S	CS2	CCl4	S2Cl2
沸点/℃	445	47	77	137
熔点/℃	113	一109	一23	-77

实验室利用如下装置制备S₂Cl₂（部分夹持仪器已略去），回答下列问题：
（1）写出A装置中发生反应的离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用，冷却水进水口是a（填“a”或“b”）下列均为中学教材中的实验．也可以采用类似D装置的冷凝方式的有I、Ⅱ、Ⅲ（填序号）
Ⅰ．石油分馏Ⅱ．制取溴苯Ⅲ．制取乙酸乙酯Ⅳ．制备氨气
（3）A部分仪器装配时，放好铁架台后，应先固定酒精灯（填仪器名称），整套装置装配完毕后，应先进行气密性检查，再添加试剂．实验完毕，A中不再产生氯气时，可拆除装置．拆除时，最先的操作应当是将E中长导管移开液面．
（4）实验过程中，若缺少C装置，则发现产品浑浊不清，出现该现象的原因可用化学方程式表示为2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．实验完毕，当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时，发现有少量黄绿色刺激性气体产生，产生该现象的原因是：ClO^-+2H⁺+Cl^-=Cl₂↑+H₂O（用离子方程式表示）．
（5）反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是蒸馏，分离产品必需的主要玻璃仪器有蒸馏烧瓶；温度计（填两种仪器名称）．