6、硅氫還原法的基本原理：
已知：①Si+3HClSiHCl3+H2(主要反應)
Si+4HClSiCl4+2H2(次要反應)
2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑
②典型硅的重要化合物的部分性質(zhì)如下表：
熔點(℃)
沸點(℃)
溶解性
SiHCl3
-127
33
易溶于多數(shù)有機溶劑
SiCl4
-23
77
易溶于多數(shù)有機溶劑
(1)粗硅在提純前，需要進行酸、堿預處理，其目的是_________________________________。
(2)下列裝置在實驗室可用于制備HCl氣體的是_____(填字母代號)。
(3)在11
7、00～1200℃條件下，利用圖B在石英管中可以獲得硅，寫出該反應的方程式_______；其燒杯中水的作用是__________________________；該裝置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是_________。
(4)三氯氫硅氫還原法用 SiHCl3在圖B中制硅，不足之處有_______________(任意回答一點即可)。
(5)SiCl4與氫氣反應也能得到硅，但反應所需溫度不同，在工業(yè)上往往將三氯氫硅中混入的SiCl4分離后再與氫氣反應，你認為最好的分離方法是______________。
(6)工業(yè)上如果用四氯化硅氫還原法制硅，其原理如下：該方法與用三氯氫硅氫還原法比較，
8、其缺點至少有兩處，分別是_________________。
【解析】(1)根據(jù)題干得粗硅中含有雜質(zhì)，F(xiàn)e2O3、CuO能與酸反應，SiO2能與堿反應，故答案為：除去粗硅中SiO2、Fe2O3、CuO等雜質(zhì)；(2)由題干得，實驗室中制備 HCl 氣體是用固體NaCl和液體（濃硫酸）加熱的反應，可選用裝置b，實驗室制備HCl也可采用向濃鹽酸中滴加濃硫酸，則選用裝置a，故可選用的裝置為：a、b；(3)由圖示得反應的方程式為：SiHCl3+H2Si+3HCl；其燒杯中水的作用是：加熱SiHCl3，以便使之變成蒸汽進入石英管；該裝置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是：反應溫度較高，普通玻璃不能承受該
9、高溫；(4)由題干信息知三氯氫硅有毒，該裝置不足之處在于：沒有進行尾氣處理；(5)根據(jù)題干信息三氯氫硅和SiCl4沸點相差較大，最好的分離方法是蒸餾；(6)由上述分析及題干信息知該方案的不足之處在于：使用了有毒氣體；三氯氫硅氫還原法中HCl和H2可以直接循環(huán)利用，節(jié)約了成本，而四氯化硅氫還原法中沒有可循環(huán)利用的原料。
【答案】（1）除去粗硅中SiO2、 Fe2O3、 CuO等雜質(zhì)
（2） a、b SiHCl3+H2Si+3HCl
（3） 加熱SiHCl3，以便使之變成蒸汽進入石英管 反應溫度較高，普通玻璃不能承受該高溫
（4） 沒有進行尾氣處理
10、（5） 蒸餾
（6）使用了有毒氣體；三氯氫硅氫還原法中HCl和H2可以直接循環(huán)利用，節(jié)約了成本，而四氯化硅氫還原法中沒有可循環(huán)利用的原料
2. （2019河南聯(lián)考）氰化鈉是一種重要的基本化工原料，同時也是一種劇毒物質(zhì)。一旦泄漏需要及時處理，一般可以通過噴灑雙氧水或過硫酸鈉(Na2S2O8)溶液來處理，以減輕環(huán)境污染。
I.已知：氯化鈉是一種白色結晶顆粒，化學式為NaCN，有劇毒，易溶于水，水溶液呈堿性，易水解生成氰化氫。
(1)請設計實驗證明N、C元素的非金屬性強弱：______________________。
(2)NaCN用雙氧水處理后，產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使
11、濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，該反應的離子方程式是______________________。
Ⅱ.工業(yè)制備過硫酸鈉的反應原理如下：
主反應：(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑十2H2O
副反應：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
某化學興趣小組利用上述原理在實驗室制備過硫酸鈉并檢測用過硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水是否達標排放。
（實驗一）實驗室通過如圖所示裝置制備Na2S2O8。
(3)裝置b的作用是______________________。
(4)裝置a中反應產(chǎn)生的氣體需要持續(xù)通人裝置c的原因是_______
12、_______________。
(5)上述裝置中還需補充的實驗儀器或裝置有___________(填字母)。
A溫度計 B洗氣瓶 C.水浴裝置 D.酒精燈
（實驗二）測定用過硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。
已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標準為0.50mgL?1。
②Ag++2CN?===[Ag(CN)2]?，Ag++I?===AgI↓，AgI呈黃色，且CN?優(yōu)先與Ag+反應。實驗如下：取100.00mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指示劑用1.0010?4molL?1的標準AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50mL。
13、(6)滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________________。
(7)處理后的廢水中氰化鈉的濃度為___________mgL?1；處理后的廢水是否達到排放標準?___________(填“是”或“否”)。
【解析】(1)取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明硝酸酸性強于碳酸，非金屬性越強，該元素的最高價氧化物的水化物的酸性越強，則非金屬性：N>C；故答案為：N>C；(2)NaCN用雙氧水處理后，產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，即反應生成了HCO和NH3，離子方程式為：CN?+H2O2+H2O===H
14、CO+NH3↑；故答案為：CN?+H2O2+H2O===HCO+NH3↑；(3)由于氨氣極易溶于水，使體系內(nèi)壓強快速減小，易發(fā)生倒吸，所以b裝置是安全瓶，防止倒吸；故答案為：作安全瓶，防止倒吸；(4)裝置a中反應產(chǎn)生的O2，將三頸燒瓶中產(chǎn)生的NH3及時排出，減少副反應的發(fā)生；故答案為：將三頸燒瓶中產(chǎn)生的NH3及時排出，減少副反應的發(fā)生；(5)根據(jù)題目信息提示可知，制備反應需要在55℃的條件下進行，所以需要控制溫度不能超過90℃，需要水浴加熱、溫度計和酒精燈；故答案為：ACD；(6)用硝酸銀溶液滴定的過程中，當?shù)稳胱詈笠坏蜗跛徙y溶液時，溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀不消失時，說明已經(jīng)滴定到
15、終點；故答案為：滴入最后一滴硝酸銀溶液時，溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀不消失；根據(jù)化學計量關系可知，Ag+——2CN?，n(AgNO3)=1.0010－4molL－10.0015mL=1.510?7mol，即n(NaCN)=2 n(AgNO3)=
1.510?7mol2=3.010?7mol，m(NaCN)=3.010?7mol49g/mol=1.4710?5g，氰化鈉的濃度為：=0.147g/L；0.147g/L＜0.50mg/L，所以已達到排放標準。故答案為：0.147，是。
【答案】（1）取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明硝酸酸性強于碳酸，非金屬性N>C
16、
（2）CN?+H2O2+H2O===HCO+NH3↑
（3）作安全瓶，防止倒吸
（4）將三頸燒瓶中產(chǎn)生的NH3及時排出，減少副反應的發(fā)生
（5）ACD
（6）滴入最后一滴硝酸銀溶液時，溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)沉淀不消失
（7）0.147 是
3.（2019安徽阜陽三中二模）醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]22H2O(相對分子質(zhì)量為376)是一種氧氣吸收劑，為紅棕色晶體，潮濕時易被氧化，微溶于乙醇，不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機溶劑)。其制備裝置及步驟如下：
①待三頸燒瓶內(nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{
17、色(Cr2+)時，將溶液轉移至裝置乙中，當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時，關閉分液漏斗的旋塞。
②將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥，稱量得到 [Cr(CH3COO)2]22H2O。
③檢查裝置氣密性后，往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粒、適量CrCl3溶液。
④關閉K2，打開K1，旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速。
（1）正確的實驗步驟為：_________________。
（2）裝置甲中連通管a的作用是_______________________________________。
（3）三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外，發(fā)生的另一個反應的離子方程式為________________
18、______
________________________。
（4）實現(xiàn)步驟①中溶液自動轉移至裝置乙中的實驗操作為_______________________。
（5）步驟④目的是___________________________________________。
（6）洗滌產(chǎn)品時，依次用去氧的冷蒸餾水、無水乙醇、乙醚，目的是_________________。
（7）已知其它反應物足量，實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g，實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]22H2O 9.48g，則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為____(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物)(用百分
19、數(shù)表示，保留3位有效數(shù)字)。
【解析】(1)裝置甲：分液漏斗盛裝稀鹽酸，在圓底燒瓶中和鋅反應Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑，同時發(fā)生2CrCl3+Zn===2CrCl2+ZnCl2，生成氫氣，用來增大壓強把生成的CrCl2溶液壓入裝置乙中；裝置乙：2Cr2++4CH3COO?+2H2O===[Cr(CH3COO)2]22H2O↓，裝置丙是保持裝置壓強平衡，同時避免空氣進入，故正確的實驗步驟為：③④①②；（2）裝置甲中連通管a的作用是平衡氣壓，使分液漏斗中的鹽酸順利流下；（3）裝置甲：分液漏斗盛裝稀鹽酸，在圓底燒瓶中和鋅反應Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑，同時發(fā)生2CrCl3+
20、Zn===2CrCl2+ZnCl2，該反應的離子反應為：2Cr3++Zn===2Cr2++Zn2+；（4）實驗開始生成H2氣后，為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合，打開K2關閉K1，把生成的CrCl2溶液壓入裝置乙中反應，故答案為：關閉k1，打開k2；(5)步驟④目的是讓Zn與鹽酸反應生成的H2排盡裝置內(nèi)的空氣，防止產(chǎn)品被氧化；（6）醋酸亞鉻水合物不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于鹽酸，所以可以選用冷水、無水乙醇和乙醚洗滌[Cr(CH3COO)2]22H2O產(chǎn)品，洗滌產(chǎn)品時，依次用去氧的冷蒸餾水、無水乙醇、乙醚，目的是為了去除可溶性雜質(zhì)和水分；（7）CrCl3為=0.06mo
21、l，得到CrCl2為0.06mol，而CH3COONa為1.5mol，由方程式可知CH3COONa足量，則理論上可以得到[Cr(CH3COO)2]22H2O的質(zhì)量為0.06mol0.5376g/mol=11.28g，所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為 100%=84.0%。
【答案】（1）③④①②
（2）平衡氣壓，使分液漏斗中的鹽酸順利流下
（3）2Cr3++Zn===2Cr2++Zn2+
（4）關閉K1，打開K2
（5）讓Zn與鹽酸反應生成的H2排盡裝置內(nèi)的空氣，防止產(chǎn)品被氧化
（6）為了去除可溶性雜質(zhì)和水分
（7）84.0%
4.（2019
22、江蘇卷）以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實驗流程如下：
已知：①Cl2+2OH?===ClO?+Cl?+H2O是放熱反應。
②N2H4H2O沸點約118 ℃，具有強還原性，能與NaClO劇烈反應生成N2。
（1）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為____________________________________；實驗中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是_________________________________
23、___。
（2）步驟Ⅱ合成N2H4H2O的裝置如圖?1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________；使用冷凝管的目的是_________________________________。
（3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO、SO隨pH的分布如圖?2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖?3所示）。
①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的實驗操作為_____________
24、____。
②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案： _______________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。
【解析】步驟I中Cl2與NaOH溶液反應制備NaClO；步驟II中的反應為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應制備水合肼，；步驟III分離出水合肼溶液；步驟IV由SO2與Na2CO3反應制備Na2SO3。
（1）溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應生成NaClO3、NaCl和H2O，反應的化學方程式為3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，離子方程式為3Cl2+6OH?5Cl?+ClO+3H2O。由于C
25、l2與NaOH溶液的反應為放熱反應，為了減少NaClO3的生成，應控制溫度不超過40℃、減慢反應速率；實驗中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是：緩慢通入Cl2。（2）步驟II中的反應為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應制備水合肼，由于水合肼具有強還原性、能與NaClO劇烈反應生成N2，為了防止水合肼被氧化，應逐滴滴加NaClO堿性溶液，所以通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在110℃繼續(xù)反應，N2H4H2O沸點約118℃，使用冷凝管的目的：減少水合肼的揮發(fā)。（3）①向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液，根據(jù)圖示溶液pH約為4時，HSO的
26、摩爾分數(shù)最大，則溶液的pH約為4時停止通入SO2；實驗中確定何時停止通入SO2的實驗操作為：測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2。②由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，首先要加入NaOH將NaHSO3轉化為Na2SO3，根據(jù)含硫微粒與pH的關系，加入NaOH應調(diào)節(jié)溶液的pH約為10；根據(jù)Na2SO3的溶解度曲線，溫度高于34℃析出Na2SO3，低于34℃析出Na2SO37H2O，所以從Na2SO3溶液中獲得無水Na2SO3應控制溫度高于34℃。由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaO
27、H溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。
【答案】（1）3Cl2+6OH?5Cl?+ClO+3H2O 緩慢通入Cl2
（2）NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā)
（3）①測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2
②邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾
5.（2019四川華大新高考聯(lián)盟質(zhì)量檢測）富馬酸亞鐵(C4H2O4Fe)常用于治療缺鐵性貧血，也可作食品營養(yǎng)強化劑，它可由糠醛（）和硫酸亞鐵制備。已知
28、
回答下列問題
I．制備富馬酸(實驗裝置如圖所示，夾持裝置已略去)
（1）將45.0g氯酸鈉、0.2g五氧化二釩置于三頸燒瓶中，加入適量水，滴加糠醛并加熱至90~100℃，維持此溫度3~4h。實驗中冷凝管的作用是_________，冷卻液宜從_______
____ (填a”或“b”)處進入。
（2）冰水冷卻使其結晶，并通過___________操作可以得到富馬酸粗品。
（3）再用1molL－1HCl溶液重結晶，得到純富馬酸。該操作中用1molL－1HCl溶液的原因是_____________。
Ⅱ．合成富馬酸亞鐵
（4）取富馬酸溶于適量水中，加入碳酸鈉并加熱、攪拌，調(diào)節(jié)pH
29、 6.5~6.7，產(chǎn)生大量氣泡。寫出該反應的化學方程式：___________。
（5）將硫酸亞鐵溶液和適量的Na2SO3溶液緩慢加入上述反應液中，維持溫度100℃并充分攪拌3~4h。
①該操作過程中加入適量的Na2SO3溶液，其目的是___________。
②寫出生成富馬酸亞鐵的離子方程式：_____________。
（6）過濾、干燥得到產(chǎn)品。
過濾時濾紙要緊貼漏斗內(nèi)壁，原因是________。
Ⅲ.產(chǎn)品純度測定
（7）取0.300g樣品置于250mL錐形瓶中，加入15.00mL硫酸，加熱溶解后冷卻，再加入50.00mL煮沸過的冷水和2滴鄰二氮菲指示液，此時溶液呈紅色；立即
30、用0.1000molL?1硫酸鈰(Ⅳ)銨[(NH4)2Ce(SO4)3]標準液滴定(還原產(chǎn)物為Ce3+)，滴定終點溶液變?yōu)闇\藍色。平行測定三次，平均消耗17.30mL標準液，則樣品的純度為___________。
【解析】（1）冷凝管的作用是冷凝，防止有機物揮發(fā)造成反應物轉化率降低。冷凝管中冷卻液的流向一般都是“下進上出”，即從a處進入。因此，本題正確答案為：冷凝回流，提高糠醛的轉化率及減少富馬酸的揮發(fā)；a；（2）從溶液中提取溶質(zhì)需經(jīng)過結晶、過濾、干燥等操作，故結晶后需過濾。因此，本題正確答案為：過濾；（3）富馬酸是弱電解質(zhì)，微溶于冷水，加入鹽酸后可抑制富馬酸的電離，降低在水中的溶解。因此，
31、本題正確答案為：加鹽酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2-+2H+平衡逆向移動，促使富馬酸晶體析出，提高產(chǎn)量。（4）取富馬酸溶于適量水中，加入碳酸鈉并加熱、攪拌，調(diào)節(jié)pH6.5~6.7，產(chǎn)生大量氣泡，說明富馬酸和碳酸鈉反應生成富馬酸的鈉鹽和水及二氧化碳氣體，反應的化學方程式為HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。因此，本題正確答案為：HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。（5）①Fe3+可以被SO還原為Fe2+，所以加入適量的Na2SO3溶液是
32、為了防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化。因此，本題正確答案為：防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化；②根據(jù)信息可以得出富馬酸亞鐵為沉淀，所以反應方程式為NaOOC-CH=CH-COONa+FeSO4→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+Na2SO4，離子方程式為(OOC-CH=CH-COO)2?+Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。因此，本題正確答案為：(OOC-CH=CH-COO)2?+Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。（6）過濾時濾紙若未緊貼漏斗內(nèi)壁，會留有氣泡，導致濾紙破損，使過濾速率較慢。因此，本題正確答案為：防止濾紙與漏斗壁之間留
33、有氣泡，影響過濾速率（或防止濾紙破損，影響過濾效果）。（7）由反應關系可：n(C4H2O4Fe)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L17.3010?3L=1.73010?3mol，則樣品的純度：w(C4H2O4Fe)=
100%≈98.03%。因此，本題正確答案為：98.03%。
【答案】（1）冷凝回流，提高糠醛的轉化率及減少富馬酸的揮發(fā) a
（2）過濾
（3） 加鹽酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2?+2H+平衡逆向移動，促使富馬酸晶體析出，提高產(chǎn)量
（4） HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑
（5） 防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化
(OOC-CH=CH-COO)2?+Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓
（6）防止濾紙與漏斗壁之間留有氣泡，影響過濾速率（或防止濾紙破損，影響過濾效果）
（7）98.03%
江蘇高考化學復習2020高考復習化學物質(zhì)制備實驗設計大題精做word解析版
