单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的【气体的净化、干燥、吸收与收集】

时间:2017-02-03 11:41:50

微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取事业编教师公务员等考试资料40G

实验题  单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。

实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3

沸点/℃
57.7

315

熔点/℃
-70.0



升华温度/℃

180
300


?
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是?????????????????????????
(2)装置C中的试剂是??????????; D、E间导管短且粗的原因是?????????????
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3:??????
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3?mol/L?H2SO4、1?mol/L?NaOH、0.01?mol/L?KMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号
操?作
可能出现的现象
结论


向a试管中滴加几滴?????????溶液
若溶液褪色
则假设1成立

若溶液不褪色
则假设2或3成立


向b试管中滴加几滴?????????溶液
若溶液褪色
则假设1或3成立

若溶液不褪色
假设2成立


向c试管中滴加几滴?????????溶液
??????????????
假设3成立


?



实验题  单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。

实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3

沸点/℃
57.7

315

熔点/℃
-70.0



升华温度/℃

180
300


?
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是?????????????????????????
(2)装置C中的试剂是??????????; D、E间导管短且粗的原因是?????????????
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】 假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3:??????
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3?mol/L?H2SO4、1?mol/L?NaOH、0.01?mol/L?KMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号
操?作
可能出现的现象
结论


向a试管中滴加几滴?????????溶液
若溶液褪色
则假设1成立

若溶液不褪色
则假设2或3成立


向b试管中滴加几滴?????????溶液
若溶液褪色
则假设1或3成立

若溶液不褪色
假设2成立


向c试管中滴加几滴?????????溶液
??????????????
假设3成立


?

本题答案:(1)MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O;氯气经过除杂后在D中和SiO2与C在加热条件下进行反应生成SiCl4和CO,反应化学方程式SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO(2)BC中分别为饱和食盐水和浓硫酸用来除去氯气中的HCl和水蒸气;石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,若导管较细使杂质凝结成固体堵塞导管(3)由假设1和假设2得知,要检测的为SO32-和ClO-,故假设3为只有ClO-;又因为SO32-会使KMnO4和溴水,并不与ClO-发生反应,故可以用来检测假设1,而均SO32-和ClO-具有漂白性,会使品红溶液褪色,故可以用来检测假设2;所有试剂中ClO-可以氧化KI使其生成I2,在淀粉溶液中显蓝色,可以用来检测假设3。


本题所属考点:【气体的净化、干燥、吸收与收集】
本题难易程度:【一般】



The failures of the past prepare the triumph of the future. 过去的失败给未来的胜利铺路.

微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取公务员事业编教师考试资料40G