2+
3
时间,然后沉淀逐渐溶解一部分,最后剩下的就是Al(OH)3沉淀。
答案:C
二、非选择题(共40分)
11.(16分)晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下: ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
300 ℃
ⅱ.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl=====SiHCl3+H2 ⅲ.SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题:
(1)第ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为____________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为__________________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置
B
中的试剂是________。装置
C
的烧瓶需要加热,其目的是
________________________________________________________________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是________________,装置D不能采用普通玻璃管的原因是___________________________________________________________,装置D中发生反应的化学方程式为____________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是________(填写字母代号)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
解析:SiCl4与SiHCl3的沸点不同,分离沸点不同的液体采用的方法是分馏。根据题干“SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃”可判断H2的作用之一是排尽装置内的空气,防止SiHCl3自燃,而且H2必须是干燥的,可知B的作用就是干燥H2,故B中试剂为浓H2SO4。由于通入D中应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流,故C装置要加热,并且用水浴加热。由D装置加热到1 000~1 100 ℃,普通玻璃管会软化,所以必须选用石英管。鉴定产品硅中是否含铁单质,用稀HCl溶解后生成Fe,如果选用NaOH会将生成的Si也溶解,检验时会将Fe转化为Fe,故选用试剂为氯水、KSCN 溶液。
高温
答案:(1)SiO2+2C=====Si+2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
2+
3+
2+
4
1 000~1 100 ℃
②有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化 SiHCl3+H2=====Si+3HCl ③排尽装置中的空气 ④bd
12.(10分)X是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下:
为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可作光导纤维。
按要求回答下列问题:
(1)C的化学式为________;X的化学式为________。
(2)反应②的化学方程式:_________________________________________________; 反应⑦的离子方程式:___________________________________________________。
解析:由I可作光导纤维知,I为SiO2,根据题给第二个框图中的转化关系和“F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀”知F为硅酸,H为硅酸钠;由E→G是加入了硝酸银和稀硝酸,生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,则E中含有氯离子;则化合物C中含硅、氯两种元素,故C为SiCl4,D为Si(NH2)4,X为Si3N4。
答案:(1)SiCl4 Si3N4 (2)SiCl4+4NH3===Si(NH2)4+4HCl SiO3+2H2O+2CO2===H2SiO3↓+2HCO3 13.(14分)已知SiO2、SO2、CO2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质点燃
也具有一定的相似性(提示:2Mg+CO2=====2MgO+C)。
2-
-
Ⅰ.用如图所示的装置进行Mg和SO2反应的实验: (1)选择制取SO2的合适试剂______(填选项代号)。
①10%的H2SO4溶液;②80%的H2SO4溶液;③Na2SO3固体;④CaSO3固体。
(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式:_____________________________。
(3)你认为该装置是否有不足之处?________,如果有,请一一说明____________________________________________________________________________。
Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究,他们以课本为基础,查阅资料后得到以下可供参考的信息:
5
①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si; ②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应; ③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和SiH4; ④Si和SiO2均不与稀硫酸反应; ⑤SiH4在空气中能自燃。
他们在研究报告中记载着“??选用合适的物质在适宜的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥;最后称量??在用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期值的63%左右”。
(4)该小组“实验室制Si”的化学方程式是___________________________________。
(5)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是____________________________________________________。
解析:(1)由于SO2易溶于水故选用试剂②,由于CaSO4微溶于水故应选试剂③,②、③反应来制SO2。 (2)B中发生的主要反应的化学方程式为
△△△
3Mg+SO2=====2MgO+MgS(或2Mg+SO2=====2MgO+S,Mg+S=====MgS)。
(3)该装置有不足之处,由于在高温下水可和Mg反应产生H2,故应在A和B之间连接一个干燥装置;C装置应与大气相通,防止发生事故,由于SO2溶于水易与NaOH溶液反应,故应设计一个防倒吸装置;镁能与玻璃中SiO2反应,故应在Mg下方垫一个不锈钢垫片。
点燃
(4)由题给资料可知,制Si的化学方程式为2Mg+SiO2=====2MgO+Si。
(5)Mg与Si反应生成Mg2Si,Mg2Si与H2SO4反应可生成的SiH4,可自燃,用方程式可表示为,2Mg+Si===Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2===SiO2+2H2O。
△△△
答案:(1)②③ (2)3Mg+SO2=====2MgO+MgS(或写成2Mg+SO2=====2MgO+S,Mg+S=====MgS) (3)有 在A和B之间未连接一个干燥装置;C装置未与大气相通;在镁下方未垫一个不锈钢垫片,镁能与玻璃管反应;未设计一个防倒吸装置(只要答出两点即可)