高純度單晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，是制備半導(dǎo)體的重要材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。高純硅通常用以下方法制備：用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅（含F(xiàn)e、Al、B、P等雜質(zhì)），粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（反應(yīng)溫度為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(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置圖。

相關(guān)信息：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化合生成相應(yīng)的氯化物；c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：

物質(zhì)
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸點(diǎn)/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔點(diǎn)/℃
－70.0
－107.2
—
—
—
升華溫度/℃
—
—
180
300
162
 
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）儀器e的名稱為              ，裝置A中f管的作用是                          ，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                                             。
（2）裝置B中的試劑是                     。
（3）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案：方案甲：g接裝置Ⅰ；方案乙：g接裝置Ⅱ。但是甲乙兩個(gè)方案中虛線內(nèi)裝置均有不足之處，請(qǐng)你評(píng)價(jià)后填寫下表。
方案
不足之處
甲
 
乙
 
 
（4）在上述（3）的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理方案：                                  。
（5）通過(guò)上述合理的裝置制取并收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)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(hào)）。

（1）蒸餾（具支）燒瓶（1分）；平衡壓強(qiáng)，使液體從分液漏斗中順利流下（2分）
MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑（2分） （2）飽和食鹽水（1分） （3）

方案
不足之處
甲
①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使產(chǎn)品水解；②沒(méi)有尾氣處理，氯氣
會(huì)污染空氣（2分）
乙
①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管太短，易堵塞；②沒(méi)有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失（2分）
 
（4）在裝置I的i處連接干燥管j（2分）  （5）Al、P、Cl（3分） 

解析試題分析：（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知，儀器e是蒸餾（具支）燒瓶。f管是將分液漏斗與燒瓶相連，則它們中的壓強(qiáng)是相等的，這樣便于分液漏斗中的鹽酸能順利滴下。裝置A是制備氯氣的，實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下制取氯氣，因此該反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。
（2）由于濃鹽酸易揮發(fā)，因此生成的氯氣中含有氯化氫，對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)造成干擾，需要除去氯化氫，因此裝置B中的試劑是飽和食鹽水，用來(lái)除去氯氣中的氯化氫氣體。
（3）由于SiCl4的沸點(diǎn)很低，只有57.7℃，而反應(yīng)的溫度達(dá)幾百度，故需要冷凝收集。又因?yàn)樗穆然铇O易水解，而甲方案中g(shù)接裝置Ⅰ，h與空氣直接相連，則空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使產(chǎn)品水解；另外氯氣有毒，需要尾氣處理，而甲方案中沒(méi)有尾氣處理，氯氣會(huì)污染空氣；在乙方案中g(shù)接裝置Ⅱ，由于四氯化硅冷凝后變?yōu)楣腆w，易堵塞導(dǎo)管口。另外沒(méi)有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失。
（4）由于四氯化硅易水解，因此需要有干燥裝置，所以在方案甲的基礎(chǔ)上在裝置I的i處連接干燥管j即可。
（5）從物質(zhì)的物理性質(zhì)表可發(fā)現(xiàn)，AlCl3、FeCl3和PCl5均易升華，故精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是還應(yīng)還有Al、P、Cl元素。
考點(diǎn)：考查四氯化硅制備實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（14分）某課外學(xué)習(xí)小組為探究硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）制備及影響因素，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ制取硫酸亞鐵溶液
稱取一定量鐵屑，放入燒瓶中，加入25 mL 3 mol·L－1硫酸，用酒精燈加熱。
（1）加熱一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)燒瓶中溶液變黃并產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是 
（用化學(xué)方程式表示）。
（2）制備過(guò)程中，鐵需過(guò)量的原因是            。
Ⅱ?qū)嶒?yàn)改進(jìn)
該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)不完善，查閱資料后，對(duì)實(shí)驗(yàn)做如下
改進(jìn)：①反應(yīng)前通入氮?dú)�；②水浴加熱，控制溫�?0～60℃；
③實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)補(bǔ)充硫酸調(diào)節(jié)pH＝2；④增加尾氣吸收裝置。改進(jìn)裝置如圖（夾持和加熱裝置略去）。

（3）實(shí)驗(yàn)中采用水浴加熱，除了便于控制溫度外，還有的優(yōu)點(diǎn)是          。
（4）調(diào)節(jié)pH＝2目的是                        。
（5）下列裝置適合尾氣吸收的是        （填序號(hào)）。

Ⅲ 晶體純度測(cè)定
（6）燒瓶中的溶液經(jīng)處理得硫酸亞鐵晶體。準(zhǔn)確稱取晶體 0.5000 g置于錐形瓶中，加入10 mL 3mol·L－1硫酸溶液和15 mL新煮沸過(guò)的蒸餾水進(jìn)行溶解，立即用0.02000mol·L－1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為16.90 mL。（已知：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O）
①高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛裝在         滴定管（填“酸式”或“堿式”）。
②獲得硫酸亞鐵晶體的純度為              。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

碳銨是一種較常使用的化肥，它在常溫下易分解。某化學(xué)興趣小組對(duì)碳銨的成分存在疑問(wèn)，進(jìn)行了如下探究。
【定性實(shí)驗(yàn)】檢驗(yàn)溶液中的陰、陽(yáng)離子。
取少量固體放入試管中，加入鹽酸，把生成的氣體通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳銨放入試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)生成的氣體，石蕊試紙變藍(lán)色。
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)碳銨中所含有陰離子可能是　　　　和　　　　。
（2）據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，碳銨與足量NaOH溶液加熱反應(yīng)的離子方程式可能是　　        　。
【定量實(shí)驗(yàn)】測(cè)定碳銨中C元素和N元素質(zhì)量比。
該興趣小組準(zhǔn)確稱取ag碳銨，加熱使之分解，并把產(chǎn)物通入堿石灰中，如下圖所示。

（1）碳銨固體應(yīng)放在　　　　　中進(jìn)行加熱。

A．試管 B．蒸發(fā)皿 C．燒瓶 D．坩堝
（2）從安全的角度考慮，尾氣處理的裝置可以選用　　　　　　。

　　　　　　　              A          B             C   　　D
（3）若灼燒后沒(méi)有固體殘余，稱量U形管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量差為bg。由此測(cè)得N元素的質(zhì)量是　g。
（4）為了測(cè)定碳銨中碳元素的質(zhì)量，他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是將ag碳銨完全溶解于水，加入過(guò)量BaCl2，然后測(cè)定生成沉淀質(zhì)量。請(qǐng)你評(píng)價(jià)該方案是否合理。　　　　　　　（填“合理”“不合理”），理由是　　　                      　　　　　　　            。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（13分）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究(圖中a、b、c表示止水夾)，請(qǐng)對(duì)其方案進(jìn)行完善或評(píng)價(jià)。

（1）實(shí)驗(yàn)室將B、C、E相連后，以濃鹽酸和        為原料可制取Cl2。
（2）利用實(shí)驗(yàn)室常用方法制取氯氣，將A、C、E相連，在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得氯水分為兩份，進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作如下，將現(xiàn)象①填入下表：

實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作
現(xiàn)象
Ⅰ
將氯水滴入品紅溶液
①                                     
Ⅱ
氯水中加入碳酸氫鈉粉末
有無(wú)色氣泡產(chǎn)生                
 
②請(qǐng)你評(píng)價(jià):
實(shí)驗(yàn)Ⅱ推出相應(yīng)的結(jié)論是氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有酸性，是否合理？ ________________若不合理，請(qǐng)說(shuō)明理由（若合理，無(wú)需填寫）：________________________________________。
（3） A、C、E相連，可設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證Cl－和Br－的還原性強(qiáng)弱，C中應(yīng)放入的試劑是           。
（4） B、D、E裝置相連后，在B中盛裝濃硝酸和銅片，可制得NO2，欲用D裝置驗(yàn)證NO2與水的反應(yīng)，其操作步驟為：先關(guān)閉止水夾________，再打開(kāi)止水夾c，雙手緊握(或微熱)試管丁，使試管中氣體逸出，NO2與水接觸后觀察到的現(xiàn)象是                      。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

三氯化磷（PCl3）是一種重要的有機(jī)合成催化劑。實(shí)驗(yàn)室常用紅磷與干燥的Cl2制取PCl3，裝置如下圖所示。

已知：紅磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3，與過(guò)量Cl2反應(yīng)生成PCl5。PCl3遇O2會(huì)生成POCl3(三氯氧磷)， POCl3溶于PCl3，PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸點(diǎn)見(jiàn)下表。

物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
PCl3
-112
75.5
POCl3
2
105.3
請(qǐng)答下面問(wèn)題：
（1）B中所裝試劑是      ，F(xiàn)中堿石灰的作用是       。
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，檢查裝置氣密性后，向D裝置的曲頸甑中加入紅磷，打開(kāi)K3通入干燥的CO2，一段時(shí)間后，關(guān)閉K3，加熱曲頸甑至上部有黃色升華物出現(xiàn)時(shí)通入氯氣，反應(yīng)立即進(jìn)行。通干燥CO2的作用是           ，
（3）實(shí)驗(yàn)制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入紅磷加熱除去PCl5后，通過(guò)     （填實(shí)驗(yàn)操作名稱），即可得到較純凈的PCl3。
（4）C裝置中的K1、K2的設(shè)計(jì)也出于類似的目的，為了達(dá)到這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?shí)驗(yàn)時(shí)與K1、K2有關(guān)的操作是                     。
（5）實(shí)驗(yàn)后期關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，將氣體通入C裝置中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液為X。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定溶液X中含有的某些離子，請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①
 
溶液X中含有Na+
②
 
溶液X中含有Cl-
 
（5）玻璃管之間的連接需要用到膠皮管，連接的方法是：先把        ，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。甲同學(xué)將裝置A的示意圖畫成右圖，該示意圖中明顯的錯(cuò)誤是     。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，利用氫氣還原氧化銅來(lái)測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)裝置如下：

（1）在啟普發(fā)生器中純鋅與稀硫酸反應(yīng)過(guò)于緩慢，可采取的加快速率的措施是①適當(dāng)增大硫酸的濃度，②_______________________。
（2）用純度不高的鋅(粗鋅)制取氫氣，反應(yīng)速率快，但制得的氫氣因含H2S等還原性雜質(zhì)而有難聞的氣味，CuSO4洗氣瓶中觀察到的現(xiàn)象是_______________，是否可以將CuSO4溶液換成濃硫酸_________(答“是”或“否”) ；理由是__________________________。
（3）有同學(xué)發(fā)現(xiàn)粗鋅與稀硫酸反應(yīng)一段時(shí)間后，鋅粒表面變黑，于是收集了少量該黑色固體，驗(yàn)證黑色固體含鐵元素的簡(jiǎn)單化學(xué)方法_________________________________________。
（4）實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)有：小瓷皿的質(zhì)量mg，小瓷皿加樣品的質(zhì)量n g，反應(yīng)后小瓷皿加固體的質(zhì)量w g，已知氧的相對(duì)原子質(zhì)量為16，則銅的相對(duì)原子質(zhì)量是____________(用含m、n、w的代數(shù)式表示)。
（5）某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)定結(jié)果明顯偏大，可能的原因是________(選填編號(hào))。
a．未充分冷卻即停止通氫氣        b．氧化銅樣品中含有氯化銨雜質(zhì)
c．反應(yīng)后固體中有少量Cu2O        d．氫氣不干燥有少量水分
（6）由于啟普發(fā)生器藥品用量較多，利用下列儀器裝配一套有啟普發(fā)生器功能的簡(jiǎn)易裝置，你選擇____________(選填編號(hào)) (支撐儀器、橡皮塞、導(dǎo)氣管略)。

(a)     (b)      (c)      (d)      (e)       (f)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

利用 Y 型管與其它儀器組合可以進(jìn)行許多實(shí)驗(yàn)（固定裝置略）。分析并回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證SO2的氧化性。將膠頭滴管中濃硫酸分別滴入 Y型管的兩個(gè)支管中，所產(chǎn)生的兩種氣體相遇發(fā)生反應(yīng)：SO2+2H2S=3S+2H2O，則在支管交叉處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為                                                        ，硫化亞鐵處加水的目的是                                                。
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄?SO2與BaCl2反應(yīng)生成沉淀的條件。SO2通入BaCl2溶液并不產(chǎn)生沉淀，再通入另一種氣體后就產(chǎn)生了白色沉淀。常溫下，若由右側(cè) Y型管產(chǎn)生另一種氣體，則在其左右支管應(yīng)放置的藥品是           和             ，導(dǎo)氣管A的作用是                                                      。
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鸿F鎂合金中鐵含量的測(cè)定。①讀取量氣管中數(shù)據(jù)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)管中的液面高于量氣管中液面，應(yīng)采取的措施是                                       ；②若稱得鐵鎂合金的質(zhì)量為 0.080g，量氣管中初讀數(shù)為1.00mL，末讀數(shù)為 45.80mL（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則合金中鐵的百分含量為              （精確到0.01%）。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

柴達(dá)木盆地以青藏高原“聚寶盆”之譽(yù)蜚聲海內(nèi)外，它有富足得令人驚訝的鹽礦資源。液體礦床以鉀礦為主，伴生著鎂、溴等多種礦產(chǎn)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液（富含K+、Mg2+、Br一、SO42一、Cl一等），來(lái)制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴（Br2），他們?cè)O(shè)計(jì)了如下流程：

請(qǐng)根據(jù)以上流程，回答相關(guān)問(wèn)題：
（1）操作②的所需的主要儀器是     。
（2）參照下圖溶解度曲線，得到的固體A的主要成分是        （填化學(xué)式）。

（3）同學(xué)甲提出一些新的方案，對(duì)上述操作②后無(wú)色溶液進(jìn)行除雜提純，其方案如下：
【有關(guān)資料】

化學(xué)式
BaCO3
BaSO4
Ca（OH）2
MgCO3
Mg（OH）2
Ksp
8.1×10一9
1.08×10一10
1.0×10一4
3.5×10一5
1.6×10一11
 
【設(shè)計(jì)除雜過(guò)程】

a、已知試劑B是K2CO3溶液，則溶液A的主要成分是              （填化學(xué)式）。
【獲取純凈氯化鉀】
b、對(duì)溶液B加熱并不斷滴加l mol· L－1的鹽酸溶液，同時(shí)用pH試紙檢測(cè)溶液，直至pH=5時(shí)停止加鹽酸，得到溶液C。該操作的目的是                            。將溶液C倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)并用玻璃棒不斷攪拌，直到出現(xiàn)較多晶體時(shí)，停止加熱。
【問(wèn)題討論】
c、進(jìn)行操作⑤中控制溶液pH=12可確保Mg2+除盡，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)計(jì)算，此時(shí)溶液B中Mg2+物質(zhì)的量濃度為            。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：單選題

下列能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案