题目列表(包括答案和解析)
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤为:①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;③SiHCl3与过量的氢气在1000℃~1100℃时反应制得纯硅。已知SiHCl3能与水剧烈反应,且在空气中易自燃。请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为___________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3常用的方法为____________。
(3)用SiHCl3与过量的氢气反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是______,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是________。
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为____
_____________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检验实验装置的气密性,控制好反应温度以及____________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需加入的试剂是__________(填写字母代号)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
物质 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | - | 315 | - |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | - | - | - |
升华温 度/℃ |
- | - | 180 | 300 | 162 |
方案 | 优点 | 缺点 |
甲 | ①收集产品的导管粗,不会堵塞导管 ②冷凝产品,减少产品损失 ①收集产品的导管粗,不会堵塞导管 ②冷凝产品,减少产品损失 |
①空气中的水蒸气进入产品收集装置,使四氯化硅水解 ②尾气没有处理,污染环境 ①空气中的水蒸气进入产品收集装置,使四氯化硅水解 ②尾气没有处理,污染环境 |
乙 | ①有尾气处理装置,注重环保 ②避免空气中的水蒸气进入装置 ①有尾气处理装置,注重环保 ②避免空气中的水蒸气进入装置 |
①产品易堵塞导管 ②没有冷凝装置,产品易损失 ①产品易堵塞导管 ②没有冷凝装置,产品易损失 |
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(14分)某同学设计如图装置,研究非金属元素性质变化规律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸,呈白色。在化学反应中,一般地,强酸能制弱酸,现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液,选择试剂用如图装置证明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中装试剂________,B中装试剂________,C中装试剂________。C中实验现象为__________;写出C中发生反应的离子方程式______________________________________。
(2)已知高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气,利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。则A中装浓盐酸,B中装入高锰酸钾粉末,C中装试剂________,C中现象______________________。写出离子方程式________________________________。该实验该装置有明显不足,请指出改进方法:_____________________________________________。
(3)如果C中装饱和的氢硫酸溶液,A中装浓盐酸,B中装高锰酸钾溶液,反应开始后观察到现象是C中产生淡黄色沉淀,写出化学方程式________________________________;
证明氯的非金属性比硫的非金属性________(填“强”“弱”或“无法判断”)。
(14分)某同学设计如图装置,研究非金属元素性质变化规律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸,呈白色。在化学反应中,一般地,强酸能制弱酸,现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液,选择试剂用如图装置证明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中装试剂________,B中装试剂________,C中装试剂________。C中实验现象为__________;写出C中发生反应的离子方程式______________________________________。
(2)已知高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气,利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。则A中装浓盐酸,B中装入高锰酸钾粉末,C中装试剂________,C中现象______________________。写出离子方程式________________________________。该实验该装置有明显不足,请指出改进方法:_____________________________________________。
(3)如果C中装饱和的氢硫酸溶液,A中装浓盐酸,B中装高锰酸钾溶液,反应开始后观察到现象是C中产生淡黄色沉淀,写出化学方程式________________________________;
证明氯的非金属性比硫的非金属性________(填“强”“弱”或“无法判断”)。
(14分)某同学设计如图装置,研究非金属元素性质变化规律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸,呈白色。在化学反应中,一般地,强酸能制弱酸,现有硝酸溶液、碳酸钙、澄清石灰水、硅酸钠溶液,选择试剂用如图装置证明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中装试剂________,B中装试剂________,C中装试剂________。C中实验现象为__________;写出C中发生反应的离子方程式______________________________________。
(2)已知高锰酸钾在常温下与浓盐酸反应产生氯气,利用如图装置证明氯气氧化性强于碘单质的氧化性。则A中装浓盐酸,B中装入高锰酸钾粉末,C中装试剂________,C中现象______________________。写出离子方程式________________________________。该实验该装置有明显不足,请指出改进方法:_____________________________________________。
(3)如果C中装饱和的氢硫酸溶液,A中装浓盐酸,B中装高锰酸钾溶液,反应开始后观察到现象是C中产生淡黄色沉淀,写出化学方程式________________________________;
证明氯的非金属性比硫的非金属性________(填“强”“弱”或“无法判断”)。
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