題目列表(包括答案和解析)
晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟為:①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;③SiHCl3與過量的氫氣在1000℃~1100℃時反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與水劇烈反應(yīng),且在空氣中易自燃。請回答下列問題:
(1)第①步制備粗硅的化學(xué)方程式為___________________。
(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7℃),提純SiHCl3常用的方法為____________。
(3)用SiHCl3與過量的氫氣反應(yīng)制備純硅的裝置如下圖所示(熱源及夾持裝置略去)。
①裝置B中的試劑是______,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是________。
②反應(yīng)一段時間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_________________,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_______,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____
_____________________。
③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及____________。
④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需加入的試劑是__________(填寫字母代號)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
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 |
方案 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
甲 | ①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗,不會堵塞導(dǎo)管 ②冷凝產(chǎn)品,減少產(chǎn)品損失 ①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗,不會堵塞導(dǎo)管 ②冷凝產(chǎn)品,減少產(chǎn)品損失 |
①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置,使四氯化硅水解 ②尾氣沒有處理,污染環(huán)境 ①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置,使四氯化硅水解 ②尾氣沒有處理,污染環(huán)境 |
乙 | ①有尾氣處理裝置,注重環(huán)保 ②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置 ①有尾氣處理裝置,注重環(huán)保 ②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置 |
①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管 ②沒有冷凝裝置,產(chǎn)品易損失 ①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管 ②沒有冷凝裝置,產(chǎn)品易損失 |
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(14分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置,研究非金屬元素性質(zhì)變化規(guī)律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一種難溶于水的弱酸,呈白色。在化學(xué)反應(yīng)中,一般地,強(qiáng)酸能制弱酸,現(xiàn)有硝酸溶液、碳酸鈣、澄清石灰水、硅酸鈉溶液,選擇試劑用如圖裝置證明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中裝試劑________,B中裝試劑________,C中裝試劑________。C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________;寫出C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________________。
(2)已知高錳酸鉀在常溫下與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣,利用如圖裝置證明氯氣氧化性強(qiáng)于碘單質(zhì)的氧化性。則A中裝濃鹽酸,B中裝入高錳酸鉀粉末,C中裝試劑________,C中現(xiàn)象______________________。寫出離子方程式________________________________。該實(shí)驗(yàn)該裝置有明顯不足,請指出改進(jìn)方法:_____________________________________________。
(3)如果C中裝飽和的氫硫酸溶液,A中裝濃鹽酸,B中裝高錳酸鉀溶液,反應(yīng)開始后觀察到現(xiàn)象是C中產(chǎn)生淡黃色沉淀,寫出化學(xué)方程式________________________________;
證明氯的非金屬性比硫的非金屬性________(填“強(qiáng)”“弱”或“無法判斷”)。
(14分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置,研究非金屬元素性質(zhì)變化規(guī)律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一種難溶于水的弱酸,呈白色。在化學(xué)反應(yīng)中,一般地,強(qiáng)酸能制弱酸,現(xiàn)有硝酸溶液、碳酸鈣、澄清石灰水、硅酸鈉溶液,選擇試劑用如圖裝置證明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中裝試劑________,B中裝試劑________,C中裝試劑________。C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________;寫出C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________________。
(2)已知高錳酸鉀在常溫下與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣,利用如圖裝置證明氯氣氧化性強(qiáng)于碘單質(zhì)的氧化性。則A中裝濃鹽酸,B中裝入高錳酸鉀粉末,C中裝試劑________,C中現(xiàn)象______________________。寫出離子方程式________________________________。該實(shí)驗(yàn)該裝置有明顯不足,請指出改進(jìn)方法:_____________________________________________。
(3)如果C中裝飽和的氫硫酸溶液,A中裝濃鹽酸,B中裝高錳酸鉀溶液,反應(yīng)開始后觀察到現(xiàn)象是C中產(chǎn)生淡黃色沉淀,寫出化學(xué)方程式________________________________;
證明氯的非金屬性比硫的非金屬性________(填“強(qiáng)”“弱”或“無法判斷”)。
(14分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置,研究非金屬元素性質(zhì)變化規(guī)律。
(1)已知硅酸(H2SiO3)是一種難溶于水的弱酸,呈白色。在化學(xué)反應(yīng)中,一般地,強(qiáng)酸能制弱酸,現(xiàn)有硝酸溶液、碳酸鈣、澄清石灰水、硅酸鈉溶液,選擇試劑用如圖裝置證明:酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3。
A中裝試劑________,B中裝試劑________,C中裝試劑________。C中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為__________;寫出C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________________。
(2)已知高錳酸鉀在常溫下與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣,利用如圖裝置證明氯氣氧化性強(qiáng)于碘單質(zhì)的氧化性。則A中裝濃鹽酸,B中裝入高錳酸鉀粉末,C中裝試劑________,C中現(xiàn)象______________________。寫出離子方程式________________________________。該實(shí)驗(yàn)該裝置有明顯不足,請指出改進(jìn)方法:_____________________________________________。
(3)如果C中裝飽和的氫硫酸溶液,A中裝濃鹽酸,B中裝高錳酸鉀溶液,反應(yīng)開始后觀察到現(xiàn)象是C中產(chǎn)生淡黃色沉淀,寫出化學(xué)方程式________________________________;
證明氯的非金屬性比硫的非金屬性________(填“強(qiáng)”“弱”或“無法判斷”)。
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