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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: ①高温下用碳还原二氧化硅...

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:

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。

②粗硅与干燥 HCl气体反应制得 SiHCl3:Si + 3HCl满分5 manfen5.comSiHCl3+ H2

③SiHCl3 与过量 H2 1000 ~1100℃反应制得纯硅

已知 ①SiHCl3能与 H2O强烈反应,在空气中易自燃②普通玻璃在6000C左右融化。

请回答下列问题:

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 __________________。

(2)粗硅与HCl反映完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点 33.0℃)中含有少量 SiCl4(沸点57.6℃

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):

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①装置 B中的试剂是 ___________。 装置 C中的烧瓶需要加热,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(填写字母代号)是____________。

A   碘水    B   氯水      C   NaOH溶液        D   KSCN溶液     E   Na2SO3 溶液

 

(1)SiO2+2CSi+2CO↑(2)分馏(或蒸馏)(3)①浓硫酸 ;使滴人烧瓶中的 SiHCl3 气化 ②有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化 SiHCl3+H2 == Si+3HCl③排尽装置中的空气④BD 【解析】 试题分析:(1)高温下,碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳,反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑; (2)SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),由于沸点差别较大,可以通过分馏除去杂质。 (3)①锌和稀硫酸的反应是放热反应,所以生成的氢气含有水蒸气,为干燥氢气,一般选用浓H2SO4 干燥;气体的反应速率较大,所以加热的目的是使滴人烧瓶中的 SiHCl3 气化 ②高温下,SiHCl3和氢气反应生成硅单质,硅单质是灰黑色固体,所以D装置中的现象是有固体物质生成;由于高温下,普通玻璃会软化,所以使用石英玻璃;反应方程式为SiHCl3+H2 = Si+3HCl; ③氢气是可燃性气体,当氢气的量达到一定时易产生爆炸,为防止安全事故的发生,所以先通一段时间H2,排尽装置中的空气; ④铁能和酸反应生成亚铁离子,亚铁离子有还原性,亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子,铁离子遇硫氰化钾溶液变红色,所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在,答案选BD。 【考点定位】考查实验方案设计的有关知识,Fe3+、Fe2+的检验等知识。 【名师点睛】本题考查实验方案设计的有关知识,铁离子和亚铁离子的检验在高考题中出现,这种类型的题是高考的热点,是学习的重点,会根据实验目的和物质的性质选取实验装置和实验药品,然后进行相应的实验。具体分析如下:(1)高温下,碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳;(2)根据题中数据,采用分馏方法提纯SiHCl3;(3)①生成的氢气含有水蒸气,用浓H2SO4干燥;加热促使SiHCl3气化;②SiHCl3和氢气反应有硅单质生成,根据硅的颜色判断D装置中的颜色变化;反应温度较高,普通玻璃会软化;SiHCl3和H2反应生成硅和氯化氢;③氢气是可燃性气体,易产生爆炸,为防止安全事故的发生,所以先通一段时间H2,将装置中的空气排尽;④取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若出现红色说明含Fe,若不出现红色说明不含Fe。  
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下表列出了①~⑨九种元素在周期表中的位置。

       族

周期

A

 

0

1

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

请按要求回答下列问题:

(1)①~⑨九种元素中非金属性最强的是________(填元素符号)。

(2)元素⑧的原子结构示意图是_________;由①、④、⑥三种元素组成的化合物,其电子式是_________。

(3)元素②、⑧的气态氢化物的稳定性较强的是________________(填化学式);元素③、⑨的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________________(填化学式)。

(4)③、④、⑧三种元素的原子半径由大到小的顺序是________________(填元素符号)。

(5)元素⑤、⑥组成的化合物的化学键类型是________________________。

(6)元素⑥的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式是________________

 

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(1)下列两组溶液分别选用一种试剂鉴别,写出试剂的化学名称.

①NaClNa2CO3Na2SiO3Na2SO3试剂:           

②Na2SO4、Al2(SO43、FeCl2、(NH42SO4试剂:           

(2)除去表内各物质中含有的少量杂质,写出除杂试剂,并填写分离方法和反应的化学方程式.

序号

物质

杂质

所加试剂

分离方法

化学方程式

1.

NO

NO2

 

 

 

2.

Fe粉

Al粉

 

 

 

(3)已知双氧水可使酸性KMnO4溶液褪色,同时放出氧气,完成并配平该反应的离子方程式:

     MnO4+       H2O2+       H+   =      Mn2++       O2↑+      

 

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碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是

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A.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡

B.Z导管出来的气体中无二氧化碳

C.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡

D.Z导管口无红棕色气体出现

 

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X、Y、Z、W四种物质的转化关系.下列组合中不符合该关系的是(   

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下列有关实验原理、方法和结论都正确的是(   

A.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体

B.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+

C.向某无色溶液中加入稀盐酸无现象,再加入BaCl2溶液产生白色沉淀,证明含SO42ˉ

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