【題目】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SiCl4、和CO,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)生主要反應(yīng)的化學方程式是_____________________________。

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

(3)G中吸收尾氣一段時間后,吸收液中肯定存在OH、Cl和SO。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SO;假設(shè)2:既無SO也無ClO;假設(shè)3: 。

【設(shè)計方案,進行實驗】可供選擇的試劑有:3 mol·L-1 H2SO4溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、0.01 mol·L-1 KMnO4溶液、溴水、淀粉KI溶液、品紅溶液等。

取少量吸收液于試管中,滴加3 mol·L-1 H2SO4溶液至溶液呈酸性,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

向a試中滴加幾滴

若溶液褪色

則假設(shè)1成立

若溶液不褪色

則假設(shè)2或3成立

向b試管中滴加幾滴

若溶液褪色

則假設(shè)1或3成立

若溶液不褪色

則假設(shè)2成立

向c試管中滴加幾滴

則假設(shè)3成立

【答案】(1)MnO2+2Cl+4HMn2++Cl2↑+2H2O SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO

(2)濃硫酸 防止生成物中的AlCl3、FeCl3等雜質(zhì)凝結(jié)成固體堵塞導管

(3)【提出假設(shè)】只有ClO

【設(shè)計方案,進行實驗】①溴水(或0.01 mol·L-1 KMnO4溶液) ②品紅溶液 ③淀粉KI溶液 若溶液變?yōu)樗{色

【解析】(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2+2Cl+4HMn2++Cl2↑+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SiCl4和CO,反應(yīng)的化學方程式是SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO。(2)裝置B、C中分別為飽和食鹽水和濃硫酸,用來除去氯氣中的HCl、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,若導管較細雜質(zhì)凝結(jié)成固體會堵塞導管。(3)由假設(shè)1和假設(shè)2得知,要檢測的是SO和ClO,故假設(shè)3為只有ClO。

練習冊系列答案
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試回答下列問題:

(1)A元素的同位素有________(寫原子符號)。

(2)實驗室中制取B的簡單氫化物的化學反應(yīng)方程式為___________________________。

(3)C、D、E的簡單離子半徑由大到小的順序是________(用離子符號表示);請用化學事實說明C與E這兩種元素非金屬性的強弱:_________________________________(舉一例)。

(4)向NaOH溶液中通入一定量的F單質(zhì),兩者恰好完全反應(yīng),生成物中有三種含F(xiàn)元素的離子,其中兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時間(t)的曲線如圖所示。請寫出t2時反應(yīng)的總的化學方程式___________________________。

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3p表示有3個p軌道;④在一個原子中,不可能出現(xiàn)運動狀態(tài)完全相同的兩個電子;⑤2s電子云有兩個空間取向。

A. ①②③ B. ①④ C. D. ③④

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