6．晶體硅是一種重要的非金屬材料，模擬制備純硅的主要步驟如下：
②高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si+3HCl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$SiHCl3+H2，
沸點/℃
SiHCl333.0
SiCl457.6
HCl-84
③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅
可能用到的信息如下：
已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃；
步驟②中粗硅與HCl反應(yīng)時會生成少量SiCl4；
請回答下列問題：
（1）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，依據(jù)上表所示沸點差異提純SiHCl3．該提純方法為分餾．
（2）用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：
①依次連接的合理順序為DBCAE；；
裝置D中g(shù)管的作用是平衡壓強；
裝置B中的試劑是濃硫酸；
裝置C中的燒瓶加熱的目的是使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化．
②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1000℃-1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl．
③操作時應(yīng)先打開裝置D（C或D）中分液漏斗的旋塞，理由是：因為SiHCl3容易在空氣自燃，實驗中還要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣．
（3）請設(shè)計實驗證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)：將產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上層清液后先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色．

分析 （1）根據(jù)題中數(shù)據(jù)，采用分餾方法提純SiHCl3；
（2）①依據(jù)實驗?zāi)康目芍轰\與硫酸制備氫氣，干燥干燥后通入用熱水浴加熱SiHCl3，在石英管中反應(yīng)生成硅和氯化氫，最后進行尾氣處理，據(jù)此排序；
裝置D中g(shù)管連接分液漏斗與燒瓶，起平衡壓強的作用；濃硫酸干燥氫氣；通過水浴加熱使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化，與氫氣混合均勻；
②SiHCl3和氫氣反應(yīng)有硅單質(zhì)生成，根據(jù)硅的顏色判斷D裝置中的顏色變化；反應(yīng)溫度較高，普通玻璃會軟化；SiHCl3和H2反應(yīng)生成硅和氯化氫；
③氫氣是可燃性氣體，易產(chǎn)生爆炸，為防止安全事故的發(fā)生，所以先通一段時間H2，將裝置中的空氣排盡；
（3）鐵能夠與氫氧化劑反應(yīng)生成三價鐵離子，三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯紅色，據(jù)此檢驗鐵元素的存在．

解答 解：（1）SiHCl3（沸點33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點57.6℃）和HCl（沸點-84.7℃），由于沸點差別較大，可以通過分餾除去雜質(zhì)，
故答案為：分餾；
（2）①依據(jù)實驗?zāi)康目芍轰\與硫酸制備氫氣，干燥干燥后通入用水冷卻的SiHCl3，在石英管中反應(yīng)生成硅和氯化氫，最后進行尾氣處理，所以正確的順序為DBCAE；
裝置D中g(shù)管連接分液漏斗與燒瓶，起平衡壓強的作用；
B裝置用于干燥氫氣，可用濃硫酸；
通過水浴加熱使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化，與氫氣混合均勻，
故答案為：DBCAE；平衡壓強（“使分液漏斗中的溶液順利滴下”也給分）；濃硫酸；使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化；
②高溫下，SiHCl3和氫氣反應(yīng)生成硅單質(zhì)，硅單質(zhì)是灰黑色固體，所以D裝置中的現(xiàn)象是：石英管的內(nèi)壁附有灰黑色晶體；反應(yīng)方程式為：SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1000℃-1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl，
故答案為：SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1000℃-1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl；
③氫氣是可燃性氣體，易產(chǎn)生爆炸，為防止安全事故的發(fā)生，所以先通一段時間H2，將裝置中的空氣排盡，所以應(yīng)先打開D；
故答案為：D；因為SiHCl3容易在空氣自燃，實驗中還要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣；
（3）鐵能夠與氫氧化劑反應(yīng)生成三價鐵離子，三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯紅色，要檢驗鐵單質(zhì)的存在可以：先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色；
故答案為：先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色．

點評 本題考查了制備方案的設(shè)計，題目難度中等，明確實驗原理和實驗?zāi)康氖墙忸}關(guān)鍵，注意掌握制備方案的設(shè)計與評價方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>

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：解答題

16．氯吡格雷（clopidogrel，1）是一種用于抑制血小板聚集的藥物，根據(jù)原料的不同，該藥物的合成路線通常有兩條，其中以2-氯苯甲醛為原料的合成路線如下：

（1）C→D的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)．
（2）X的結(jié)構(gòu)簡式為．
（3）兩分子C可在一定條件下反應(yīng)，生成的有機產(chǎn)物分子中含有3個六元環(huán)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（4）已知：①
②  中氯原子較難水解物質(zhì)A（  ）可由2-氯甲苯為原料制得，寫出以兩步制備A的化學(xué)方程式、．該合成的第一步主要存在產(chǎn)率低的問題，請寫出該步可能存在的有機物雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式、．
（5）物質(zhì)C的某種同分異構(gòu)體G滿足以下條件：
①結(jié)構(gòu)中存在氨基；
②苯環(huán)上有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫；
③G能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其堿性條件下水解的兩種產(chǎn)物也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；
寫出符合條件的G的可能的結(jié)構(gòu)簡式：．
（6）已知：
寫出由乙烯、甲醇為有機原料制備化合物    的合成路線流程圖（無機試劑任選）．合成路線流程圖示例如下：
   CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2$\stackrel{Br_{2}}{→}$

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

17．硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一，在化學(xué)工業(yè)的很多領(lǐng)域都要用到硫酸，如橡膠的硫化、表面活性劑“烷基苯硫酸鈉”的合成，鉛蓄電池的生產(chǎn)等．工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的流程圖如圖1：

請回答下列問題
（1）在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2，已知1gFeS2完全燃燒放出7.2kJ的熱量FeS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=-3456kJ/mol．
（2）為了有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3，且能充分利用熱能，采用在具有多層催化劑且又熱交換的接觸室（填儀器名稱）中進行反應(yīng)．在如圖2所示的裝置中，A處氣體進入裝置前需凈化的原因是防止催化劑中毒、水蒸氣對設(shè)備和生產(chǎn)有不良影響．
（3）精制爐氣（含有SO2體積分數(shù)為7%、O2為11%、N2為82%）中SO2平衡 轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強關(guān)系如圖3所示、在實際生產(chǎn)中，SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450°C左右（對應(yīng)圖中A點）：而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點對應(yīng)的反應(yīng)條件，其原因分別是：不選B點，因為壓強越大對設(shè)備的投資越大，消耗的動能大，二氧化硫原料的轉(zhuǎn)化率在1個大氣壓時已達97%左右，再提高壓強二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高余地很小，所以采用1個大氣壓、不選C點，因為溫度越低，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率雖然更高，但是催化劑的催化效率受到影響，450°C時，催化劑的催化效率最高，所以選擇A點，不選C點．

（4）已知：焙燒明礬的化學(xué)方程式4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O．
焙燒711t明礬（M=474g/mol），若 SO2的利用率為95%，可生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸320.6t．（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）
（5）除硫酸工業(yè)外，還有許多工業(yè)生產(chǎn)．下列相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)流程中正確的是B
A．向裝置中通入氮氣且保持體積不變
B．向裝置中通入氧氣且保持體積不變
C．添加更多的催化劑
D．降低溫度，及時轉(zhuǎn)移SO3．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

14．黃色固體聚合硫酸鐵（SPFS）是一種重要的無機高分子絮凝劑，極易溶于水，作為工業(yè)和生活污水處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用．SPFS可表示成Fex（OH）y（SO4）z•nH2O．工業(yè)上常用的一種制備流程為：（綠礬化學(xué)式為FeSO4•7H2O）

在SPFS的多個質(zhì)量指標(biāo)中，鹽基度是重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，鹽基度定義為：鹽基度=
n（OH-）/3n（ Fe）×100%．式中n（OH-）、n（Fe）分別表示固體聚合硫酸鐵中OH一和Fe的物質(zhì)的量．試回答下列問題．
（1）在綠礬中加入酸性介質(zhì)的NaClO3目的是將Fe2+氧化為Fe3+．
（2）實驗室進行“蒸發(fā)”時用到的儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈和蒸發(fā)皿、玻璃棒．
（3）SPFS溶于水后并與水反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體 能吸附水中的懸浮物來凈化水．
（4）取15.05g某固體聚合硫酸鐵溶解于水，向其中加人過量的BaCl2溶液到沉淀完全，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得白色沉淀20.97g．向上述濾液中加人NH3•H2O，調(diào)節(jié)溶液pH=6，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得Fe2O3固體5.60g．該固體聚合硫酸鐵的鹽基度為14.29%．
（5）計算出該固體聚合硫酸鐵樣品的化學(xué)式Fe7（OH）3（SO4）9•11H2O（寫出計算過程）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

1．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（　�。�
A．5.6 g 鐵粉與足量水蒸氣反應(yīng)，失去的電子數(shù)為0.3NA
B．制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L Cl2，需轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
C．2.3 g Na在空氣中完全燃燒，失去的電子數(shù)為0.1NA
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36 L HF里含有的原子總數(shù)為0.3NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

11．下列有關(guān)NaHS03溶液的敘述正確的是（　�。�
A．該溶液中，K+、Ca2+、Cl2、Br -可以大量共存
B．與足量Ca（ OH）2溶液反應(yīng)的離子方程式：Ca2++OH-+HS03═CaS03↓+H20
C．與FeCI3溶液反應(yīng)的離子方程式：SO32-+2 Fe3++H20═SO42-+2Fe2++2H+
D．能使含I2的淀粉溶液藍色褪去，說明NaHSO3溶液具有漂白性

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

18．有機物A的分子式為C10H10O5，能發(fā)生如下變化．

已知：①A、C、D均能與NaHC03反應(yīng)；
②只有A、D能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；
③A苯環(huán)上只有兩個對位的取代基；
④F能使溴水褪色；
⑤H能發(fā)生銀鏡反
應(yīng)．根據(jù)題意回答下列問題：
（1）反應(yīng)I的反應(yīng)類型是水解或取代．
（2）F中含氧官能團的名稱為羧基，F(xiàn)在一定條件下與氫氣加成，生成分子式為C3H6O2的有機物，該有機物的名稱為丙酸．
（3）G的結(jié)構(gòu)簡式為，反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為．
（4）寫出A與足量NaOH溶液共熱的化學(xué)方程式．
（5）D有多種同分異構(gòu)體，寫出同時滿足下列要求的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式．
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)    
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)但不能水解
③苯環(huán)上的一鹵代物只有2種．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

15．查閱資料知，2Ag（銀白色）+2HI═2AgI（黃色）+H2↑．選用藥品和儀器將該反應(yīng)設(shè)計成原電池．回答下列問題．
供選用藥品和儀器：銀片、鋅片、石墨、銅片、HI溶液、稀H2SO4溶液、AgNO3溶液和KI溶液、銅質(zhì)導(dǎo)線、燒杯、U形管、電流表．
（1）2Ag（銀白色）+2HI═2AgI（黃色）+H2↑的化學(xué)反應(yīng)類型是氧化還原反應(yīng)，負極材料為Ag．
（2）負極上的現(xiàn)象是Ag電極逐漸溶解、負極附近有黃色沉淀生成，負極的電極反應(yīng)式為Ag-e-+I-=AgI↓．
（3）若消耗5.4g銀．電路中轉(zhuǎn)移電子0.05mol，收集到的氫氣體積為560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

18．N2O和CO是環(huán)境污染性氣體，可在Pt2O+表面轉(zhuǎn)化為無害氣體，其反應(yīng)為N2O（g）+CO（g）   CO2（g）+N2（g）△H，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過程（圖1）及能量變化過程（圖2）如下：

下列說法正確的是（　　）
A．由圖1可知：△H1=△H+△H2
B．由圖2可知△H=-226 kJ/mol
C．為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)化需不斷向反應(yīng)器中補充Pt2O+和Pt2O2+
D．由圖2可知該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能

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