(16分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),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:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.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;
c.有关物质的物理常数见下表:
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杂质元素是 (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,是铁元素还原成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:
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,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,试样溶液,用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。
(14分)A、B、C、D、E、F均为短周期元素,且原子序数依次增大,A是原子半径最小的元素,B的最高价氧化物的水化物可与其氢化物反应形成离子化合物甲;A与D可以按照原子个数比4∶1形成化合物乙,且乙分子中含有18个电子,E与B同主族,C的阳离子与F的阴离子相差一个电子层,且可形成离子个数比为2:1的离子化合物丙。
(1)D的原子结构示意图为__________________,丙的电子式为____________________,E在周期表中的位置为_____________。
(2)下列说法正确的有__________________________
① 化合物乙为正四面体形分子,是由极性键构成的非极性分子
② C、D、E、F原子半径由大到小的顺序为 C> D >E> F
③ B、E形成的氢化物中,B的氢化物稳定性更强,是因为该分子中存在氢键
④ 化合物甲和化合物丙都含有离子键和共价键
(3)已知通常状况下1g F在空气中完全燃烧放出a kJ的热量,请写出表示F燃烧热的热化学方程式 。将燃烧产物通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀并放出无色气体,请用一个离子方程式表示该反应____________。
(4)写出一个由以上元素构成的10e-微粒与18e-微粒反应的离子方程式:
___________________________________________________________________
(13分)已知X为中学化学中一种常见的盐,F为淡黄色固体;M、N为常见的金属,N的氧化物可作耐火材料,可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器;H为气体单质,D为无色气体,D在空气中会出现红棕色。各物质的转化关系如下图(部分反应物已略去)。
请回答下列问题:
(1)E的化学式为_______________(2分)。
(2)将M丝插入盛有X溶液的试管中,反应一段时间后的现象是_______________(2分)。
(3)在反应①②③④中属于置换反应的是__________(填序号)(2分)。
(4)反应②的离子方程式为______________________________________________(2分)。
(5)用石墨作电极电解50mL X溶液,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,B电极有无色气体生成;电解一段时间后,取出A电极,洗涤、干燥、称量,电极增重1.6g。请回答下列问题:
①写出电解时的阳极反应式________________________________________(2分)。
②电解后溶液的pH为_______________________________(3分)(假设电解前后溶液体积不变)。
(15分)A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如图所示(反应条件未标出,部分产物可能省略),其中反应①是置换反应。
(1)若A、D、F都是非金属单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式是 。
(2)若A是常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是 ;已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量,写出该反应的热化学方程式 。
(3)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要一定条件才能发生,A、D相遇有白烟生成,则C与F反应的化学方程式是 。
(4)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍,③和④两个反应中都有颜色气体生成,反应④的化学方程式是 。
如下图装置(I)为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许K+通过,该电池电的化学方程式为:
(II)为电解池的示意图。
当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红。则闭合K时,下列说法正确的是
A.电极A上发生的反应为:2S22---2e-=S42-
B.K+从右到左通过离子交换膜
C.电极X上发生的反应为:2Cl--2e-=Cl2↑
D.当有0.1 mol K+通过离子交换膜,Y电极上产生2.24 L气体(标准状况)
盖斯定律认为能量总是守恒的,化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①H2O(g)=H2O(1);△H1=-Q1 kJ•mol-1 ②C2H5OH(g)=C2H2OH(1);△H2=-Q2 kJ•mol-1
③C2H2OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g); △H3=-Q3 kJ•mol-1 ,若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为多少kJ
A.Q1+Q2+Q3 B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3 D.0.5(Q1+Q2+Q3)