某校化学研究性学习小组,在学习金属的冶炼以后对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣,他们查阅有关资料后发现,一氧化碳的制备可利用甲酸和浓硫酸共热到60~80

某校化学研究性学习小组,在学习金属的冶炼以后对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣,他们查阅有关资料后发现,一氧化碳的制备可利用甲酸和浓硫酸共热到60~80

题型:不详难度:来源:
某校化学研究性学习小组,在学习金属的冶炼以后对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣,他们查阅有关资料后发现,一氧化碳的制备可利用甲酸和浓硫酸共热到60~80 ℃发生脱水反应制取:
HCOOHCO↑+H2O
请根据以下各图帮他们组装成一套相对合理的实验装置图(某些装置可重复使用)。

回答以下问题:
(1)合理实验装置的连接顺序是(写小写字母)       
(2)在反应时一定要先通一会一氧化碳气体,然后再点燃加热氧化铁的酒精灯,原因是       
A.因为一般反应从左到右进行
B.排除体系内的空气,使反应过程更安全
C.甲酸与浓硫酸反应可以产生大量的CO
D.此反应加热时间长有利于产生CO
(3)请说出你所选择的第一个NaOH洗气瓶的作用是                                  
(4)在观察到硬质玻璃管中的物质由       色完全变为       色时停止加热,然后继续           ,原因是防止铁被氧化。
(5)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为                           
(6)该实验的一个优点是把实验过程中的尾气利用排水法收集起来,收集的气体前后有几瓶,分别按收集的先后顺序编号,点燃各个瓶中的气体,中间编号的集气瓶中气体           ,编号最先和最后的集气瓶中气体       ,原因是                    
答案
(1)j→c→d→f→g→h→i→a→b→f→g→e (2)B
(3)除去CO中的杂质(可能杂质是HCOOH、CO2、SO2)
(4)红棕 黑 通一氧化碳至装置冷却到室温
(5)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(6)安静燃烧,发出淡蓝色火焰 点燃有爆鸣声(或有火球喷出) 收集的气体混有空气
解析
(1)在考虑装置连接顺序时,一般包含四个主要部分,即气体制备、气体除杂、反应装置、尾气处理装置,再加上一些特别要注意的地方,本题中空气气囊的位置、气体在进入加热装置之前必须要先干燥,最后得出合理的实验装置连接顺序是j→c→d→f→g→h→i→a→b→f→g→e。(2)在可燃性气体加热反应之前,一定要把装置内的空气排干净,以免加热时发生危险,故选B。(3)吸收CO自发生装置内带出的杂质气体,如HCOOH、CO2、SO2。(4)通CO至装置冷却到室温,防止金属被氧化。(6)刚开始收集的气体中含有空气,最后结束时通入空气将残留的CO排出,故这两种情况下收集的气体点燃时有爆鸣声。中间收集的气体是没反应完全的CO(CO2已经被NaOH溶液吸收),点燃时可以安静燃烧,发出淡蓝色火焰。
举一反三
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭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:①四氯化硅遇水极易水解;②SiCl4沸点为57.7℃,熔点为-70.0℃。请回答:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式                                          
(2)装置C中的试剂是             ;装置F的作用是                            
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(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中含有铁元素,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Fe2,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①反应的离子方程式:                                                       
②滴定前是否要滴加指示剂?    (填“是”或“否”),请说明理由                  
③滴定前检验Fe3是否被完全还原的实验操作是                                 
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下列化学物质在实际生产生活和科技等方面的应用不正确的是
A.测定NaOH熔点时,可以将NaOH放入石英坩埚中高温加热
B.石英砂可以用于制取高纯度的硅,硅是将太阳能转化为电能的常用材料
C.因为氨易液化,液氨在气化时会吸收大量的热量,所以液氨可作制冷剂
D.硫酸和硝酸都是重要的工业原料,工业上可用于制化肥、农药和炸药

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(15分)高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
(1)硅元素位于周期表的______周期______族。下面有关硅材料的说法中正确的是__________(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料———光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知:

请将以下反应的热化学方程式补充完整:
SiO2(s) + 2C(s) ="==" Si(s) + 2CO(g)   △H = ________
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4),硅烷分解生成高纯硅。已知硅烷的分解温度远低于甲烷,用原子结构解释其原因:_________,Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷。
(4)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3),进一步反应也可制得高纯硅。
①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响。根据下表数据,可用________ 方法提纯SiHCl3
物质
SiHCl3
SiCl4
AsCl3
沸点/℃
32.0
57.5
131.6
②用SiHCl3制备高纯硅的反应为SiHCl3(g) +H2(g) Si(s) + 3HCl(g), 不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如右图所示。下列说法正确的是________(填字母序号)。

a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
c.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,应适当升高温度
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:____________________。
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下列说法不正确的是
A.氢氟酸能和玻璃的成分SiO2发生化学反应
B.根据SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑的反应,可推知硅酸的酸性比碳酸强
C.CO2气体通入到Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D.原硅酸不稳定,易失去水分子成为硅酸

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将过量的CO2分别通入到下列溶液中,最终溶液中有白色沉淀析出的是
①CaCl2溶液;②Na2SiO3溶液;③Ca(OH)2溶液;④饱和Na2CO3溶液
A.①②③④B.②③C.①②③D.②④

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