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(14分)半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一...

(14分)半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如下图所示:(部分夹持装置略去)

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已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HCl。遇O2会生成POCl3,POCl3于PCl3,PCl3、POCl3的熔沸点见下表:

物质

熔点/℃

沸点/℃

PCl3

-112

75.5

POCl3

2

105.3

请回答下列问题:

(1)A装置中制氯气的离子方程式为                                  

(2)B中所装试剂是              ,E中冷水的作用是           F中碱石灰的作用是_____

(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用   

(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后.通过_____(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3

(5)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数

①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250 mL溶液;

②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00 mL 0.1000 mol/L碘水,充分反应;

③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3,溶液滴定

重复操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40ml

已知:H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为_______

 

(每空2分,共14分)(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2)浓HSO4;冷凝PCl3防止其挥发;吸收多余的氯气,防止空气中的H2O进入烧瓶和PCl3反应 (3)排尽装置中的空气,防止白磷自燃 (4)蒸馏 (5)79.75% 【解析】 试题分析:(1)A装置用来制备氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。 (2)由于PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HCl,则与黄磷反应的氯气必须是干燥的,因此B中所装试剂是浓HSO4;根据表中数据可知PCl3的沸点很低,因此E中冷水的作用是冷凝PCl3防止其挥发;氯气有毒需要尾气处理,且还要防止空气中的 水蒸气进入E装置,所以F中碱石灰的作用是吸收多余的氯气,防止空气中的H2O进入烧瓶和PCl3 反应。 (3)由于空气中含有氧气,能氧化黄磷,所以先打开K3通入干燥的CO2的作用是排尽装置中的空气,防止白磷自燃。 (4)由于POCl3与PCl3的沸点相差较大,所以可通过蒸馏法得到较纯净的PCl3。 (5)根据方程式I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知与H3PO3反应的碘的物质的量是0.01L×0.1mol/L—(0.0084L×0.1mol/L)÷2=5.8×10—4mol。因此根据 H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI及原子守恒可知PCl3的物质的量是5.8×10—4mol,所以该产品中PC13的质量分数为。 考点:考查物质制备实验方案设计与探究  
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(14分)“低碳循环”已引起各国家的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。

(1)将不同量的CO(g)H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需

时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验2条件下平衡常数K           

②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。

③实验4,若900℃在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V     V(填“”,“”,“”)。

(2)已知在常温常压下

①2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g) 4H2O(g)   ΔH=-1275.6 kJ/mol

②2CO(g)+ O2(g) 2CO2(g)   ΔH=-566.0 kJ/mol

③H2O(g)= H2O(l)   ΔH=-44.0 kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________

(3)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系     

(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为        ________mol/L。

(5)以二甲醚(CH3OCH3)、空气、H2SO4为原料,铂为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式:         

 

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(15分)元素周期表的形式多种多样,下图是扇形元素周期表的一部分,对照中学化学常见长式元素周期表,回答下列问题:

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(1)元素C的最高价氧化物的电子式为     ;元素G的离子结构示意图为    

(2)元素L位于周期表的第          族,1mol/L LM2溶液500ml与0.4 mol K单质恰好完全反应的离子方程式为_______________________________________。

(3)化合物X是由B、E、G三种元素组成,其水溶液呈_____性,原因是____________(用离子方程式表示)

(4)D和G组成的化合物GD,被大量用于制造电子元件。工业上用G的氧化物、C单质和D单质在高温下制备GD,其中G的氧化物和C单质的物质的量之比为1:3,则该反应的化学方程式为           

(5)制取粗硅的过程中,SiO是反应中间产物,隔绝空气时SiO和NaOH溶液反应(产物之一是硅酸钠)的化学方程式______________________________________________

 

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热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb下列有关说法正确的是:(Pb的相对原子质量:207)

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A.正极反应式:Ca+2Cl- - 2e-CaCl2

B.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转。

C.放电过程中,Li+向负极移动

D.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPb

 

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体育竞技中服用兴奋剂既有失公平,也败坏了体育道德。某种兴奋剂的结构简式如图所示。有关该物质的说法中正确的是

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A.该物质与苯酚属于同系物,遇FeCl3溶液呈紫色

B.滴入酸性KMnO4溶液振荡,紫色褪去,能证明其结构中碳碳双键、酚羟基两种基团至少存在一种。

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下列图示与对应的叙述相符的是:

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A.图1表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH。

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C.图3表示在其他条件相同时,分别在T1、T2温度下由CO2和H2合成甲醇的物质的量随时间变化情况,则CO2和H2合成甲醇是吸热反应。

D.图4表示将1.000 mol/L氨水滴入20.00mL1.000 mol/L盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线

 

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