单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:①四氯化硅遇水极易水解;
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
③有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_____________________________________。
(2)装置A中g管的作用是______________;装置C中的试剂是____________;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是__________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的元素是_____________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
5Fe2++MnO4-+8H+====5Fe3++Mn2++4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂?___(填“是”或“否”),请说明理由_________________
②某同学称取5.000g残留物后,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol/L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是_______________。
根据下列框图回答问题:
已知白色固体N中阴、阳离子具有相同的核外电子层结构。
(1)写出M中存在的离子:
(2) 请写出M与N反应的离子方程式: 。
(3)写出A在空气中锻烧的化学方程式: 。
(4)某同学取H的溶液,通入气体B,所得溶液中仍只有一种阴离子。请写出上
述变化过程中的离子方程式 。
下表是元素周期表的一部分.
(1)表中元素⑩的氢化物的化学式为 ,此氢化物的还原性比元素⑨的氢化物的还原性 (填强或弱)
(2)某元素原子的核外电子层中L层电子数比K层电子数多3,则该元素的元素符号是 ,其单质的电子式为 .
(3)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与元素⑧的氢氧化物有相似的性质。写出元素③的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:
;
又如表中与元素⑦的性质相似的不同族元素是 (填元素符号)
(4)元素⑤的氢化物是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
①合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是 (填序号)
A.采用较高压强(20Mpa~50Mpa)
B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,N2和H2循环到合成塔中并补充N2和H2
②上图是实验室模拟工业法合成氨的简易装置。简述检验有氨气生成的方法 。
③在298K时,将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中,为何放出的热量小于924kJ?
。
④1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides发明一种合成氨的新方法。在常压下,将H2与用He稀释的N2分别通入一加热到570℃的,以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中转化为氨气(SCY陶瓷能传递H+),H2转化率达到78%。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式 。
北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g) ==== CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1= +156.6 kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g) ==== CH4(g)+HC≡CH(g) △H 2= +32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g) === CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H = kJ·mol-1。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,其电解质溶液是氢氧化钾溶液。电池正极反应方程式为: ;负极反应方程式: 。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,得到c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1的溶液,测得该溶液的pH=5.60。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1= 。(已知
10-5.60=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明)。
1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125℃,反应装置如图。下列对该实验的描述错误的是( )
A.不能用水浴加热。
B.长玻璃管起冷凝回流作用。
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤。
D.加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率。
下列能实现的变化是( )
A.H2SO3+ X2 +H2O=2HX + H2SO4(X2表示Cl2、Br2、I2)
B.热的浓H2SO4都能与A反应生成AO2 (A表示C、S)
C.M +S MS(M表示Zn、Fe、Cu)
D.M+ 2H2SO4=MSO4 +SO2↑ +2H2O(M表示Zn、Fe、Cu)