)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上可用焦炭與二氧化硅的混合物在高溫下與氯氣反應(yīng)生成SiCl4CO,SiCl4經(jīng)提純后用氫氣還原得高純硅。以下是實驗室制備SiCl4的裝置示意圖。

實驗過程中,石英砂中的鐵、鋁等雜質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:

物質(zhì)

SiCl4

AlCl3

FeCl3

沸點/

57.7

315

熔點/

-70.0

升華溫度/

180

300

 

請回答下列問題:

1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_____________, 裝置D的硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是?????????????????????????

2)裝置C中的試劑是?????????? ; D、E間導(dǎo)管短且粗的原因是?????????????

3G中吸收尾氣一段時間后,吸收液中肯定存在OHClSO42-。請設(shè)計實驗,探究該吸收液中可能存在的其他酸根離子(忽略空氣中CO2的影響)。

【提出假設(shè)】假設(shè)1:只有SO32-;假設(shè)2:既無SO32-也無ClO;假設(shè)3?????? 。

【設(shè)計方案,進行實驗】可供選擇的實驗試劑有:3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH0.01 mol/L KMnO4、溴水、淀粉-KI、品紅等溶液。

取少量吸收液于試管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后將所得溶液分置于a、b、c三支試管中,分別進行下列實驗。請完成下表:

序號

操? 作

可能出現(xiàn)的現(xiàn)象

結(jié)論

a試管中滴加幾滴????????? 溶液

若溶液褪色

則假設(shè)1成立

若溶液不褪色

則假設(shè)23成立

b試管中滴加幾滴????????? 溶液

若溶液褪色

則假設(shè)13成立

若溶液不褪色

假設(shè)2成立

c試管中滴加幾滴????????? 溶液

 

假設(shè)3成立

 

 

【答案】

1MnO22Cl4H+Mn2+Cl22H2O ;SiO22C2Cl2SiCl42CO

2)濃硫酸;防止生成物中的AlCl3FeCl3等雜質(zhì)凝結(jié)成固體堵塞導(dǎo)管

3)【提出假設(shè)】假設(shè)3:只有ClO

【設(shè)計方案,進行實驗】溴水(或0.01 mol/L KMnO4溶液)品紅溶液;淀粉-KI溶液;若溶液變?yōu)樗{(lán)色

【解析】

試題分析:(1)裝置A中發(fā)生的反應(yīng)是用高錳酸鉀和濃鹽水在加熱的條件下制備氯氣,其反應(yīng)離子方程式MnO22Cl4HMn2Cl2↑+2H2O;氯氣經(jīng)過除雜后在D中和SiO2 C在加熱條件下進行反應(yīng)生成SiCl4CO,反應(yīng)化學(xué)方程式SiO22C2Cl2 SiCl42CO2BC中分別為飽和食鹽水和濃硫酸用來除去氯氣中的HCl和水蒸氣;石英砂中的鐵、鋁等雜質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氯化物,若導(dǎo)管較細(xì)使雜質(zhì)凝結(jié)成固體堵塞導(dǎo)管(3)由假設(shè)1和假設(shè)2得知,要檢測的為SO32ClO,故假設(shè)3為只有ClO;又因為SO32會使KMnO4和溴水,并不與ClO發(fā)生反應(yīng),故可以用來檢測假設(shè)1,而均SO32ClO具有漂白性,會使品紅溶液褪色,故可以用來檢測假設(shè)2;所有試劑中ClO可以氧化KI使其生成I2,在淀粉溶液中顯藍(lán)色,可以用來檢測假設(shè)3。

考點:化學(xué)方程式的書寫;離子檢驗與化學(xué)實驗操作

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2009?浙江)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料.通常用炭在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅.以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖.

相關(guān)信息如下:①四氯化硅遇水極易水解;
②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;
③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:
物質(zhì) SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸點/℃ 57.7 12.8 - 315 -
熔點/℃ -70.0 -107.2 - - -
升華溫度/℃ - - 180 300 162
請回答下列問題:
(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
MnO2+4H++2Cl-
 加熱 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
 加熱 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)裝置A中g(shù)管的作用是
平衡壓強,使液體順利流出并防止漏氣
平衡壓強,使液體順利流出并防止漏氣
;裝置C中的試劑是
濃硫酸
濃硫酸
;
裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是
產(chǎn)物SiCl4沸點低,需要冷凝收集
產(chǎn)物SiCl4沸點低,需要冷凝收集

(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是
Al、P、Cl
Al、P、Cl
(填寫元素符號).
(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素還原成Fe2+,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式是:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
①滴定前是否要滴加指示劑?
(填“是”或“否”),請說明理由
KMnO4溶液的紫紅色可指示反應(yīng)終點
KMnO4溶液的紫紅色可指示反應(yīng)終點

②某同學(xué)稱取5.000g殘留物后,經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL試樣溶液,用1.000×10-2 mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定.達(dá)到滴定終點時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
4.480%
4.480%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(15分)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硫、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450-500°C),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下:

a.四氯化硅遇水極易水解;

b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;

c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:

請回答下列問題:www.ks5.u.com

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                  

(2)裝置A中g(shù)管的作用是               ;裝置C中的試劑是          ;裝置E中的h瓶需要冷卻理由是                  。

(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是              (填寫元素符號)。

(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,是鐵元素還原成Fe2+ ,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式是:

①滴定前是否要滴加指示劑?            (填“是”或“否”),請說明理由           。

②某同學(xué)稱取5.000g殘留物,預(yù)處理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,試樣溶液,用1.000×10-2mol? L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00ml,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是           

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年高三上學(xué)期化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《從礦物到基礎(chǔ)材料》專題綜合測試(蘇教版) 題型:實驗題

單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下:

a.四氯化硅遇水極易水解;

b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;

c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:

物質(zhì)

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸點/℃

57.7

12.8

315

熔點/℃

-70.0

-107.2

升華溫度/℃

180

300

162

請回答下列問題:

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________。

(2)裝置A中g(shù)管的作用是________;裝置C中的試劑是________;裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是__________________________________。

(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是________(填寫元素符號)。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年重慶八中高三第二次月考理綜試卷(化學(xué)部分) 題型:實驗題

(16分)

單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500 ℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下:

a.四氯化硅遇水極易水解;

b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;

c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表:

物質(zhì)

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸點/℃

57.7

12.8

315

熔點/℃

-70.0

-107.2

升華溫度/℃

180

300

162

 

請回答下列問題:

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________。

(2)裝置A中g(shù)管的作用是______________;裝置C中的試劑是____________;裝置E中的h 瓶需要冷卻的理由是______________。

(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是______________(填寫元素符號)。

(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素還原成Fe2+,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式是:

5Fe2++MnO4-+8H+ =5Fe3++Mn2++4H2O

①滴定前是否要滴加指示劑?_________(填 “是”或“否”),請說明理由__________。

②某同學(xué)稱取5.000g殘留物后,所處理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL試樣溶液,用1.000×10-2mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________________。

 

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同步練習(xí)冊答案