《2022年高中化學(xué)選修2第15課時(shí)《新型無機(jī)非金屬材料》word導(dǎo)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中化學(xué)選修2第15課時(shí)《新型無機(jī)非金屬材料》word導(dǎo)學(xué)案（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中化學(xué)選修2第15課時(shí)《新型無機(jī)非金屬材料》word導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解新型無機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的區(qū)別。 2.了解高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)及用途。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)及用途。 課前預(yù)習(xí) 【情景材料】材料是人類生活必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的發(fā)展史就是一部人類文明史。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的信息技術(shù)；沒有特殊的新型材料，神州八號飛船就無法上天?？梢?，科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步往往受到材料的制約。反過來，一種新材料的發(fā)現(xiàn)可能回給社會(huì)帶

2、來革命性的變化。 新材料在不斷涌現(xiàn)如1985年發(fā)現(xiàn)了足球烯。舊材料的功能也在拓展，如石英早就存在，石英鐘的普及卻是近幾年的事，光導(dǎo)纖維使玻璃“老爺爺”又煥發(fā)了青春。 【預(yù)習(xí)內(nèi)容】 根據(jù)教材有關(guān)內(nèi)容填寫下列空白： 二、新型無機(jī)非金屬材料 1．新型陶瓷 新型陶瓷的組成已突破了以 兩種元素為主的傳統(tǒng)組成體系，進(jìn)一步提高了陶瓷的性能。 (1)碳化硅陶瓷 ①特性：硬度 ，化學(xué)性質(zhì) ，耐 ，可作航天器的涂層材料。 ②工業(yè)上制取碳化硅的反應(yīng)方程式：

3、 。 (2)氮化硅陶瓷 ①特性與用途：熔點(diǎn) ，硬度 ，化學(xué)性質(zhì) ，在高溫時(shí)仍可保持室溫時(shí)的強(qiáng)度系數(shù)和硬度，可用于制造 、 和 等。 ②制取氮化硅(Si3N4)的反應(yīng)式 a． ； b．

4、 。 2．現(xiàn)代信息基礎(chǔ)材料——單晶硅 (1)硅是目前半導(dǎo)體工業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料，制取純度為95%～99%的硅(粗硅)的反應(yīng)方程式為 。 (2)用純度為95%～99%的硅再生產(chǎn)高純度硅的反應(yīng)方程式是 ① ； ② 。

5、 3．石墨、金剛石和C60 金剛石、石墨、C60是碳的重要同素異形體。 (1)在金剛石、石墨、C60中熔點(diǎn)由高到低的順序是： 。 (2)金剛石和石墨二者可以相互轉(zhuǎn)化，二者的轉(zhuǎn)化屬于 變化。 (3)氣相沉積法制造金剛石薄膜的原理為： 。 ⑷20世界80年代，又發(fā)現(xiàn)了碳的另一類單質(zhì)，是由一系列 個(gè)碳原子組成的分

6、子， 如 ，其中 最具代表性，在鋰、液氨和正丁醇溶液中，C60 可與氫加成得到 和 ，C60可能成為新型 材料，K3C60 具有 性，可開發(fā)出高溫 材料。C60 將在 材料和 元器件的制造中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 預(yù)習(xí)內(nèi)容答案 二、1.Si和O 高 穩(wěn)定 2000℃高溫 SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 高 大 穩(wěn)定 軸承 汽輪機(jī)葉片 發(fā)動(dòng)機(jī)受熱面

7、3Si＋2N2Si3N4 3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl 2.SiO2＋2CSi＋2CO↑ Si＋3HClSiHCl3＋H2 Si＋3HClSiHCl3＋H2 3.石墨>金剛石>C60 化學(xué) CH4C(金剛石)＋2H2 偶數(shù) C60 、C70 、 C240、C540、C960 C60 C60H18 C60H36 超導(dǎo) 復(fù)合 納米 堂中互動(dòng) 【問題探究1】常見新型無機(jī)非金屬材料有幾類？ 【教師點(diǎn)撥】閱讀教材P52～P55，找到標(biāo)題就可以。 分析解答:  【即學(xué)即練1】有關(guān)材料分類正確的是(??? )

8、 A.硅酸鹽材料屬于新型無機(jī)非金屬材料 B.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型的無機(jī)非金屬材料，金屬屬于金屬材料，但都屬于結(jié)構(gòu)材料 C.新型無機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維、氧化鋁陶瓷等 D.氮化硅屬于新型無機(jī)非金屬材料，但不是高溫結(jié)構(gòu)材料 1.C【解析】A項(xiàng)中硅酸鹽材料不是新型的材料，而是傳統(tǒng)的材料；B項(xiàng)金屬中有些材料不是結(jié)構(gòu)材料；D項(xiàng)中氮化硅也是高溫結(jié)構(gòu)材料。 【問題探究2】新型無機(jī)非金屬材料有何特點(diǎn)？ 【教師點(diǎn)撥】現(xiàn)代科技賦予陶瓷在光、電、磁、化學(xué)和生物學(xué)等方面新的特性和功能，半導(dǎo)體材料、耐高溫陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷、牛物陶瓷等在信息、能源、生物等高新技術(shù)領(lǐng)域+得到廣泛的應(yīng)

9、用。 分析解答： 特點(diǎn) 舉例 耐高溫、強(qiáng)度高 氮化硅(Si3N4)在1200℃下仍具高強(qiáng)度，可做軸承、永久性模具 電學(xué)特性 如半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體及作為集成電路基板的絕緣材料 光學(xué)特性 某些新型材料能夠穿過紅外線、雷達(dá)射線，甚至可見光都可透過 生物功能 如氧化鋯(ZrO2)陶瓷可制作人造骨、假牙，股關(guān)節(jié)等；用熔融法制得的以CaO—Na2O—SiO2—P2O5為主要成分的生物陶瓷可以制作人造骨 【即學(xué)即練2】下列說法中不正確的是(??? ) A.新型無機(jī)非金屬材料具有光學(xué)特性、生物功能、電學(xué)特性、耐高溫、強(qiáng)度高 B.光導(dǎo)纖維做通訊材料有許多優(yōu)點(diǎn)，但怕腐蝕，鋪設(shè)也很

10、不方便 C.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷比金屬材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，如不怕氧化、密度小等優(yōu)點(diǎn) D.光導(dǎo)纖維除用于通訊外，還可以用于醫(yī)療、信息處理等許多方面 2.B【解析】 光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，其性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕能力要比金屬材料要強(qiáng)得多，所以，認(rèn)為它怕腐蝕的說法是不正確的。 【問題探究3】硅是目前半導(dǎo)體工業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料，其導(dǎo)電特性對雜質(zhì)等十分敏感，因此，如何制備高純度的硅？ 【教師點(diǎn)撥】閱讀教材P53，找到答案就可以。 分析解答： 【即學(xué)即練3】硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題： (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅

11、的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下： ①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式___________________________________ ________________________________________________________________________。 ②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________________________； H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_______

12、_______________________。 (2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是________(填字母)。 A．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥 B．氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承 C．高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料——光導(dǎo)纖維 D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高 E．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅 (3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋__________________________________________________

13、。 3.(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl?、赟iHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑　氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會(huì)氧化SiHCl3　(2)ABC　(3)現(xiàn)象：試管中有白色膠狀沉淀生成，并且有刺激性氣體生成　解釋：Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產(chǎn)生NH3。 【解析】(1)①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ②SiHCl3和H2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價(jià)的變化可知 ，而Cl的化合價(jià)未發(fā)生變化，因此另一種元素即H

14、元素的化合價(jià)必定降低，即另一種物質(zhì)是H2。 (2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，則A、B、C都正確；D中玻璃沒有固定的熔點(diǎn)，鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCl在573 K以上的溫度下可與硅發(fā)生反應(yīng)。因此E不正確。 練案 A組（課堂反饋 滿分50分） 一、選擇題（每小題5分，共35分） 1.下列說法正確的是(　　) A．硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊 B．工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品 C．水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品 D．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng) 1.A【解析】B項(xiàng)工藝師應(yīng)利用氫氟酸；C項(xiàng)中水晶→SiO2；D項(xiàng)中粗硅制備單晶硅的反應(yīng)有：Si＋2Cl2SiCl4，S

15、iCl4＋2H2Si＋4HCl。 2.對于化學(xué)方程式SiO2＋3CSiC＋2CO↑，有關(guān)敘述正確的是(　　) A.反應(yīng)中SiO2是氧化劑，C是還原劑 B.硅元素被還原了，碳元素被氧化了 C.在反應(yīng)中C只作還原劑 D.在反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2 2.D【解析】雙線橋法表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目如下：，反應(yīng)中只有C元素化合價(jià)改變，因此碳在反應(yīng)中既是氧化劑，又是還原劑，且n(氧化劑)∶n(還原劑)＝1∶2。 3. 20世紀(jì)80年代，人們發(fā)現(xiàn)了碳的另一類單質(zhì)，它們是由一系列偶數(shù)個(gè)碳原子組成的分子，其中C60(足球烯，1個(gè)分子中含30個(gè)雙鍵)最具代表性。如圖為n個(gè)C6

16、0連接而成的物質(zhì)X。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.X難溶于水 B.X是高分子化合物 C.一定條件下X可與H2發(fā)生加成反應(yīng) D.X的摩爾質(zhì)量為720n g·mol-1 3.B【解析】可知X是碳的單質(zhì)，A正確，B錯(cuò)誤；由題干信息“足球烯，1個(gè)分子中含30個(gè)雙鍵”可知，X可與H2發(fā)生加成反應(yīng)，C正確；由題干信息X由n個(gè)C60連接而成可知，X的摩爾質(zhì)量為 720n g·mol-1，D正確。 4.制造太陽能電池需要高純度的硅，工業(yè)上制高純硅常用以下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)： ①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)；ΔH＝－381 kJ·mol－1 ②SiHCl3＋

17、H2Si＋3HCl 對上述兩個(gè)反應(yīng)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A.兩個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng) B.反應(yīng)②是吸熱反應(yīng) C.兩個(gè)反應(yīng)互為可逆反應(yīng) D.兩個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 4.C【解析】①②是逆向進(jìn)行的反應(yīng)，①放熱反應(yīng)，②必然是吸熱反應(yīng)，①②進(jìn)行條件不一樣，不能稱為可逆反應(yīng)。 5.下列材料的特性及用途說法錯(cuò)誤的是(　　) A.氧化鋁陶瓷具有兩性，不可用來制造人造牙齒 B.氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱，可用來制造柴油機(jī) C.光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的能力很強(qiáng)，是非常好的通訊材料 D.壓電陶瓷十分敏感，可以將極其微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號，可用來制壓電地震儀 5.A【解析】對常見新

18、型無機(jī)非金屬材料的性能及用途應(yīng)作了解。特性：能耐高溫、強(qiáng)度高，具有電學(xué)特性，光學(xué)特性，具有生物功能。Al2O3具有兩性，可與酸、堿反應(yīng)，牙齒經(jīng)常接觸酸性物質(zhì)，但氧化鋁陶瓷性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，酸堿很難將其腐蝕，且氧化鋁制成的假牙與天然牙齒十分接近，選項(xiàng)A說法錯(cuò)誤。 6.下列表述正確的是(　　) ①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅　 ②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 ③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料 ④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛 ⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用

19、有利于環(huán)保、節(jié)能 A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤ 6.D【解析】解析：本題主要考查硅及其化合物的具體應(yīng)用。剛玉的主要成分為Al2O3；瑪瑙的主要成分是SiO2；玻璃的主要成分為SiO2和硅酸鹽；水泥的主要成分為3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3等，為硅酸鹽材料；Cu2O雖然是紅色的，但它不能變色，也不能吸收有害光線。硅材料不會(huì)產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)。 7.氮化碳結(jié)構(gòu)如下圖所示，其硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。下列有關(guān)氮化碳的說法不正確的是(　　) A.氮化碳屬于化合物 B.氮化碳中碳顯－4價(jià)，氮顯＋3價(jià) C.

20、氮化碳的化學(xué)式為C3N4 D.每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子與三個(gè)碳原子相連 7.B【解析】碳氮原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，由于氮原子的得電子能力大于碳原子，共用電子對偏向氮原子而使其顯負(fù)價(jià)，根據(jù)最外層電子數(shù)可得碳顯＋4價(jià)，氮顯－3價(jià)，據(jù)此也可得出其化學(xué)式為C3N4。由題圖分析得每一個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子與三個(gè)碳原子相連。 二、填空題（共15分） 8.(6分)用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如： (1)計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是_______。 (2)光導(dǎo)纖維的主要成分是________。 (3)目前

21、應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是_______。 (4)用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為________的化合物________。 8.(1)硅(或Si或單晶硅)　(2)二氧化硅(或SiO2)　 (3)硅(或Si)　 (4)鋁硅酸鹽(或硅鋁酸鹽) 【解析】根據(jù)A物質(zhì)的性質(zhì)可知A物質(zhì)為二氧化硅。 9.(9分) 晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下： ①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2 ③SiHCl3與過量H2在1 000～1 100

22、℃反應(yīng)制得純硅 已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，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(xué)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(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4 (沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)－84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為___________________________________。 (3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)： ①裝置B中的試劑是____________。

23、 裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是________________________________________。 ②反應(yīng)一段時(shí)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(xué)方程式為___________________________________________。 ③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及____________________

24、____________________________________________________。 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________(填寫字母代號)。 a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液　e．Na2SO3溶液 9.(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　 (2)分餾(或蒸餾)　 (3)①濃硫酸　使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化　 ②有固體物質(zhì)生成　在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會(huì)軟化　 SiHCl3＋H2Si＋3HCl　 ③排盡裝置中的空氣　 ④bd或c 【解析】(1)根據(jù)題給信息，粗硅可以用碳

25、還原二氧化硅的辦法來制得，故反應(yīng)方程式為 SiO2＋2C Si＋2CO↑； (2)因HCl易溶于水，而SiHCl3與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下利用它們的沸點(diǎn)不同，采用分餾的方法進(jìn)行； (3)①因SiHCl3與水強(qiáng)烈反應(yīng)，故A中產(chǎn)生的H2必須干燥，故B中的液體一定為濃H2SO4，且C中燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3氣化，加快與H2的反應(yīng)。②根據(jù)題給信息石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅，故D中現(xiàn)象應(yīng)有固體產(chǎn)生，由題給信息，制純硅的反應(yīng)條件為1 000～1 100℃，此溫度下普通玻璃容易軟化。③因高溫下H2與O2容易反應(yīng)而爆炸，故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。④鐵與鹽酸反應(yīng)

26、產(chǎn)生Fe2＋，其檢驗(yàn)方法常常采用先將Fe2＋氧化為Fe3＋然后再加入KSCN溶液看是否變血紅色來檢驗(yàn)。 B組（課后拓展） 1.科學(xué)界擬合成一種“雙重結(jié)構(gòu)”的球形分子，即把足球烯C60分子容納在Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，下列有關(guān)敘述正確的是(?? ?) A.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B.該物質(zhì)是一種新型化合物 C.該物質(zhì)具有極高的熔沸點(diǎn) D.該晶體屬于原子晶體 1.B【解析】讀懂題意，根據(jù)題意篩選有用信息。把足球烯C60分子容納在Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合可知，該反應(yīng)是化合反應(yīng)，A錯(cuò)誤；生成一種新型化合物，B正確

27、；該物質(zhì)為分子晶體，熔沸點(diǎn)不會(huì)太高，C、D錯(cuò)誤。 2.精細(xì)陶瓷(又稱為特種陶瓷)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用前景很廣。用SiO2加少量PdCl2研磨成極細(xì)的顆粒，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成多孔燒結(jié)體，具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。它具有相當(dāng)大的表面積，將它和電子組件及儀表組成“電子鼻”，被稱為“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂濃度即使只有十萬分之一，它也能“嗅”出。關(guān)于“電子鼻”的下列敘述中不正確的是(　　) A.“電子鼻”大大突破了人的嗅覺 B.“電子鼻”吸附氣體的能力極強(qiáng) C.“電子鼻”可廣泛應(yīng)用于易燃、易爆、有毒氣體的自動(dòng)檢測和報(bào)警 D.“電子鼻”易溶于水 2.D【解析】“電子鼻”能夠“嗅”到人嗅不到的物質(zhì)，所以

28、它大大突破了人的嗅覺極限；它的原理是其表面積極大，容易吸附氣體，這樣才能檢測氣體；由于它能夠吸附氣體，所以它能夠檢測到易燃、易爆、有毒氣體。從“電子鼻”所用的原料來看，燒結(jié)后的陶瓷應(yīng)屬于硅酸鹽材料，所以應(yīng)難溶于水。 3.單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。 相關(guān)信息如下： a．四氯化硅遇水極易水解； b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物； c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下

29、表： 物質(zhì) SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸點(diǎn)/℃ 57.7 12.8 － 315 － 熔點(diǎn)/℃ －70.0 －107.2 － － － 升華溫度/℃ － － 180 300 162 請回答下列問題： (1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________。 (2)裝置A中g(shù)管的作用是________；裝置C中的試劑是________；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_____________________________________________________________

30、___。 (3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是________(填寫元素符號)。 (4)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2＋，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ①滴定前是否要滴加指示劑？________(填“是”或“否”)，請說明理由__________________________________________________________________

31、______。 ②某同學(xué)稱取5.000 g殘留物，經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。 3.(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　 (2)平衡壓強(qiáng)，使液體順利流下　濃硫酸　使SiCl4冷凝　 (3)Al、P、Cl　 (4)①否　KMnO4溶液自身可作指示劑?、?.480% 【解析】制四氯化硅是由粗硅與Cl2反應(yīng)得到的，所以必須先制得Cl2，因SiCl4極易水解，所以

32、Cl2須干燥，再根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析提純SiCl4的方法。(1)書寫的是離子方程式，B裝置中盛放飽和食鹽水除去HCl，C裝置中用濃H2SO4除水以制得干燥純凈的Cl2；(2)A中用恒壓分液漏斗平衡壓強(qiáng)，使液體順利流下；h瓶用冷卻液冷卻主要目的是得到SiCl4；(3)精餾粗產(chǎn)物得到SiCl4，溫度應(yīng)控制在57.7℃，此時(shí)BCl3變?yōu)闅怏w，但AlCl3、FeCl3、PCl5均殘留在瓶中，所以殘留雜質(zhì)元素是Fe、Al、P、Cl，(4)中①滴定時(shí)MnO是自身指示劑，終點(diǎn)時(shí)變?yōu)樽霞t色且30 s內(nèi)不變即可讀數(shù)；②中 5Fe2＋～MnO 5 1 x n n＝1.000×10－2 mol·L－1×20 mL×10－3 L·mL－1＝2.000×10－4 mol x＝1.000×10－3 mol，從100 mL中取出25 mL，原溶液中n(Fe2＋)＝4.000×10－3 mol， w＝＝4.480%。