发布时间 : 星期三 文章【浙江选考】2020版高考化学大一轮复习第17讲含硅矿物与信息材料课时作业(含答案)更新完毕开始阅读
(2)在氮化炉中3Si(s)+2N2(g)温度?
;
体系中要通入适量的氢气是为了
。
(3)X可能是 (选填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。 (4)如何说明氮化硅产品已用水洗干净?
。
(5)用硅粉作硅源、叠氮化钠(NaN3)作氮源,直接燃烧生成氮化硅(发生置换反应),该反应的化学方程式为 。 答案(1)除去原料气中的氧气 除去生成的水蒸气
(2)这是放热反应,防止局部过热,导致硅熔化熔合成团,阻碍与N2的接触 将体系中的氧气转化为水蒸气,而易被除去(若答将整个体系中空气排尽也可得分)
(3)硝酸
(4)洗涤后的滤出液呈中性 (5)9Si+4NaN3
3Si3N4 +4Na↑
Si3N4(s) ΔH=-727.5 kJ·mol,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制
-1
解析分析流程图时,我们需依据工业生产的目的,明确各步操作的原理。工业生产氮化硅的主要反应为:3Si+2N2
Si3N4,在此之前,需制备纯净的N2,所以前面三步是除去氮气中的杂质(O2及H2O),加酸洗涤的目的是除去氮化硅中混有的金属氧化物及铜屑,因此加入的酸必为稀硝酸。
16.(15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图:
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物; c.有关物质的物理常数见下表:
物SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 质 沸点57.7 12.8 — 315 — /℃ 熔--点— — — 70.0 107.2 /℃
升华温— — 度/℃ 请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是5Fe+Mn +8H
2+
2+
180 300 162
-
+
5Fe+Mn+4H2O。
3+2+
①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由
。
②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10 mol·L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是 。 答案(1)MnO2+4H+2Cl
+
--2
-1
Mn+Cl2↑+2H2O
2+
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝 (3)Al、P、Cl
(4)①否 加入最后一滴KMnO4标准溶液,溶液的颜色在半分钟内不再褪去可视为滴定终点 ②4.480% 解析制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A为制备Cl2的装置,B、C为除杂装置。先用B除去HCl,再用C(盛装浓硫酸)除去水蒸气。Cl2通入粗硅中反应,用冷水将产物SiCl4冷凝即可。
(1)制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。
(2)g管是将分液漏斗与圆底烧瓶相连,使它们中的压强相等,便于盐酸顺利滴下。SiCl4的沸点很低,只有57.7℃,而反应的温度达几百度,故需要冷凝收集。
(3)从物质的物理性质可发现,AlCl3、PCl5升华温度比SiCl4的沸点高,故残留物中还应有Al、P、Cl元素。 (4)①由于高锰酸钾溶液本身是紫红色的,与Fe反应时,可以褪色,故可以兼作指示剂。②根据方程式可以找出关系,
5Fe~Mn ,n(Fe)=1×10mol·L×0.020L×5×
2+
2+
-
-2-1
=4×10mol。
-3
w(Fe)=
- · -
×100%=4.480%。