高考化學無機非金屬材料-經(jīng)典壓軸題及詳細答案-資料下載頁
2025-04-05 04:24本頁面
【正文】 ，在空氣中易自燃。請回答下列問題。（1）第①步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為___。（2）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(℃)中含有少量SiCl4(℃)和HCl(℃)，提純SiHCl3采用的方法為__。（3）用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置已略去)。①裝置B中的試劑是__，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是__；②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是__，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是__，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為__；③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及___；④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是___(填字母)。a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液【答案】SiO2＋2CSi＋2CO↑ 分餾(或蒸餾) 濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化 石英管的內(nèi)壁附有灰黑色晶體 在該反應(yīng)溫度下，普通玻璃管會軟化 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 排盡裝置內(nèi)的空氣 bd 【解析】【分析】(1)高溫下，碳和二氧化硅反應(yīng)生成硅和一氧化碳；(2)利用沸點的不同提純SiHCl3，可用蒸餾的方法；(3)①生成的氫氣含有水蒸氣，用濃H2SO4干燥；加熱促使SiHCl3氣化；②SiHCl3和氫氣反應(yīng)有硅單質(zhì)生成，根據(jù)硅的顏色判斷D裝置中的現(xiàn)象；SiHCl3和H2反應(yīng)生成硅和氯化氫；③氫氣是可燃性氣體，易產(chǎn)生爆炸，SiHCl3在空氣中易自燃，所以先通一段時間H2，將裝置中的空氣排盡；④取少量產(chǎn)品于試管中加鹽酸溶解，再滴加氯水和KSCN(aq)，若溶液呈紅色說明含F(xiàn)e，若不呈紅色說明不含F(xiàn)e?！驹斀狻?1)高溫下，碳做還原劑時，生成CO，制粗硅的化學方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑； (2)利用沸點的不同提純SiHCl3，可用分餾(或蒸餾)的方法；(3)①鋅和稀硫酸反應(yīng)制得的氫氣中含有水蒸氣，而SiHCl3能與水劇烈反應(yīng)，所以實驗中應(yīng)使用干燥的氫氣，一般選用濃H2SO4干燥氫氣；加熱的目的是使SiHCl3汽化，進入裝置D中；②高溫下，SiHCl3和氫氣反應(yīng)生成硅單質(zhì)，硅單質(zhì)是灰黑色固體，所以D裝置中的現(xiàn)象是：石英管的內(nèi)壁附有灰黑色晶體，SiHCl3與過量的H2在1000℃～1100℃反應(yīng)制得純硅，化學方程式為SiHCl3＋H2Si＋3HCl；裝置D不能采用普通玻璃管的原因是：溫度太高，普通玻璃管易熔化；③氫氣是可燃性氣體，當氫氣的量達到一定時易產(chǎn)生爆炸，SiHCl3在空氣中易自燃，所以實驗的關(guān)鍵是檢查裝置的氣密性、控制好溫度，以及先通一段時間H2將裝置中的空氣排盡；④鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子有還原性，亞鐵離子能被氯水氧化生成鐵離子，鐵離子遇硫氰化鉀溶液變紅色，所以可以用氯水和硫氰化鉀溶液檢驗鐵的存在，故選bd。15．粗硅中含有鐵和錫（Sn）等雜質(zhì)，粗硅與氯氣反應(yīng)可生成SiCl4，SiCl4經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。實驗室用下列裝置模擬制備SiCl4。已知：SiCl4的熔點是70℃，℃，易與水反應(yīng)；Sn Cl4的熔點是33℃，沸點是114℃回答下列問題：（1）儀器a的名稱是_______；裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________。（2）裝置C中盛放的試劑是_____________，作用是___________________；玻璃管b的作用是_______________________。（3）裝置E的燒杯中盛放冰水的目的是______________________。（4）裝置F中堿石灰的作用是____________________________。（5）裝置E燒瓶中得到的SiCl4中溶有少量的雜質(zhì)FeCl3和SiCl4，可以通過___________方法提純?！敬鸢浮糠忠郝┒? MnO2+ 4H＋+2Cl－Mn2＋+2H2O+ Cl2↑ 濃硫酸 干燥氯氣 調(diào)節(jié)裝置內(nèi)外壓強平衡 冷凝并收集SiCl4 吸收多余的Cl2，防止外界水蒸氣進入E的燒瓶中 蒸餾 【解析】【分析】制備四氯化硅的原料為Cl2和Si。A裝置為Cl2的制備裝置，B、C裝置為除雜裝置。先用B除去HCl，再用C（濃H2SO4）除去H2O蒸氣。Cl2通入粗硅中反應(yīng)，用冷水將產(chǎn)生SiCl4冷凝即可，以此解答?！驹斀狻浚?）依據(jù)儀器a形狀可知a為：分液漏斗；裝置A燒瓶中二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下生成氯氣，方程式為：MnO2+ 4H＋+2Cl－Mn2＋+2H2O+ Cl2↑；（2）生成的氯氣中混有水蒸氣，需要通過濃硫酸除去，裝置C中盛放的試劑是濃硫酸；作用是干燥氯氣；玻璃管b的作用是調(diào)節(jié)裝置內(nèi)外壓強平衡；（3）D中氯氣和粗硅反應(yīng)生成SiCl4氣體，裝置E放在冰水中可以冷凝并收集SiCl4；（4）氯氣有毒需要除去多余的氯氣，同時也要避免空氣中的水蒸氣進入裝置中，則裝置F中堿石灰的作用是吸收多余的Cl2，防止外界水蒸氣進入E的燒瓶中；（5）已知：SiCl4的熔點是70℃，℃，易與水反應(yīng)；SnCl4的熔點是33℃，沸點是114℃，三種沸點差別很大，可以用蒸餾的方法進行提純。
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