题目列表(包括答案和解析)
(18分) 三个课外实验小组用Na2SO3溶液、FeCl3溶液及其它试剂做了一系列实验:
第一组:烧瓶中盛装滴有酚酞的 Na2SO3溶液,并放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯中加入浓硫酸,实验过程中发现烧瓶中溶液红色_____(填“变深”、“变浅”或“不变”),下列有关叙述正确的是_________(填字母)。
A.溶液显浅红色是因为Na2SO3水解呈酸性 B.水解反应为放热反应
C.水解反应为吸热反应 D.升高温度,Na2SO3水解程度增大
第二组:该小组讨论Fe3+和SO32-之间发生怎样的反应,提出了三种假设:①是发生氧化还原反应:2Fe3++SO32-+ H2O = 2Fe2++ SO42-+ 2H+;②是发生双水解反应:2Fe3++ 3SO32-+ 6H2O =2Fe(OH)3(胶体) + 3H2SO3;③是两种反应同时发生。为了验证假设,同学们进行了下列实验,请填写下列空白:
(1) 用试管取适量Na2SO3溶液,加入BaCl2稀溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,沉淀全部溶解,然后再进行后续实验。该实验操作的目的是______________________。
(2) 取5 mL FeCl3溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,无气泡产生,无沉淀生成,继续加入Na2SO3溶液至过量,溶液颜色最终变为红褐色。这种红褐色液体是__________________。向红褐色液体中加足量盐酸,将所得溶液分成两份,其中一份加入KSCN溶液,溶液变成血红色,反应的离子方程式为________________________;另一份加入BaCl2稀溶液,产生少量白色沉淀,白色沉淀为________(填化学式)。
(3) 由上述实验现象说明假设__________(填编号)是正确的。
第三组:用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的Na2SO3溶液,用碱式滴定管量取25.00mL Na2SO3溶液于锥形瓶,用_____式滴定管盛装KMnO4溶液进行滴定,滴定终点颜色变化为:_____色变为_____色;重复三次实验,测得消耗的KMnO4溶液体积平均值为20.00mL,则Na2SO3的浓度为____________mol/L。
(18分) 三个课外实验小组用Na2SO3溶液、FeCl3溶液及其它试剂做了一系列实验:
第一组:烧瓶中盛装滴有酚酞的 Na2SO3溶液,并放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯中加入浓硫酸,实验过程中发现烧瓶中溶液红色_____(填“变深”、“变浅”或“不变”),下列有关叙述正确的是_________(填字母)。
A.溶液显浅红色是因为Na2SO3水解呈酸性 | B.水解反应为放热反应 |
C.水解反应为吸热反应 | D.升高温度,Na2SO3水解程度增大 |
(18分) 三个课外实验小组用Na2SO3溶液、FeCl3溶液及其它试剂做了一系列实验:
第一组:烧瓶中盛装滴有酚酞的 Na2SO3溶液,并放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯中加入浓硫酸,实验过程中发现烧瓶中溶液红色_____(填“变深”、“变浅”或“不变”),下列有关叙述正确的是_________(填字母)。
A.溶液显浅红色是因为Na2SO3水解呈酸性 B.水解反应为放热反应
C.水解反应为吸热反应 D.升高温度,Na2SO3水解程度增大
第二组:该小组讨论Fe3+和SO32-之间发生怎样的反应,提出了三种假设:①是发生氧化还原反应:2Fe3++SO32-+ H2O = 2Fe2++ SO42-+ 2H+;②是发生双水解反应:2Fe3++ 3SO32-+ 6H2O = 2Fe(OH)3(胶体) + 3H2SO3;③是两种反应同时发生。为了验证假设,同学们进行了下列实验,请填写下列空白:
(1) 用试管取适量Na2SO3溶液,加入BaCl2稀溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸,沉淀全部溶解,然后再进行后续实验。该实验操作的目的是______________________。
(2) 取5 mL FeCl3溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,无气泡产生,无沉淀生成,继续加入Na2SO3溶液至过量,溶液颜色最终变为红褐色。这种红褐色液体是__________________。向红褐色液体中加足量盐酸,将所得溶液分成两份,其中一份加入KSCN溶液,溶液变成血红色,反应的离子方程式为________________________;另一份加入BaCl2稀溶液,产生少量白色沉淀,白色沉淀为________(填化学式)。
(3) 由上述实验现象说明假设__________(填编号)是正确的。
第三组:用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的Na2SO3溶液,用碱式滴定管量取25.00mL Na2SO3溶液于锥形瓶,用_____式滴定管盛装KMnO4溶液进行滴定,滴定终点颜色变化为:_____色变为_____色;重复三次实验,测得消耗的KMnO4溶液体积平均值为20.00mL,则Na2SO3的浓度为____________mol/L。
清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。回答下列问题
Ⅰ.(1)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(2)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
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实验事实 |
事实一 |
水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
事实二 |
盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
事实三 |
普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
事实四 |
在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
事实五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作 剂;NaOH作_____ 剂,降低反应 。高温无水环境下,NaOH作 剂。
Ⅱ.在工业中利用镁制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置:
由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用________(填序号)。 a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱
(4)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是______________________________,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是___________________________。
(5)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。
清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。
回答下列问题
(1)能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液,为什么?用化学方程式加以解释 ;
(2)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(3)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
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实验事实 |
事实一 |
水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
事实二 |
盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
事实三 |
普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
事实四 |
在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
事实五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作 剂;NaOH作 剂,降低反应 。高温无水环境下,NaOH作 剂。
(4)在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)与氨气(NH3)在等离子体中反应。硅烷是一种无色、有毒气体,常温下与空气和水剧烈反应。下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是 。
A.在使用硅烷时要注意隔离空气和水,SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2;
B.硅烷与氨气反应的化学方程式为:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反应中NH3作氧化剂;
C.它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能,化学稳定性很好,不与任何酸、碱反应;
D.氮化硅晶体中只存在共价键,Si3N4是优良的新型无机非金属材料。
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