物質(zhì) | 熔點/℃ | 沸點/℃ | |
SiCl4 | -70 | 57.7 | 難溶解NH3和無機(jī)鹽,在潮濕空氣中極易水解 |
Si3N4 | 1900 | - | 性質(zhì)穩(wěn)定 |
分析 根據(jù)題目給出的信息,A中加熱碳酸氫銨固體分解制備氨氣,B為除去分解產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣的除雜裝置,C為氨氣與SiCl4蒸氣均勻混合裝置,D為SiCl4蒸氣和NH3在1400℃、無水、無氧條件下反應(yīng)制取氧化硅裝置,E為冷切收集裝置,F(xiàn)為尾氣處理裝置,
(1)A中加熱碳酸氫銨固體分解制備氨氣,B為除去分解產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣的除雜裝置;
(2)熱水浴加熱的優(yōu)點為藥品受熱均勻,容易控制溫度;
(3)反應(yīng)開始前先組裝好儀器,檢查裝置的氣密性,再加裝藥品,加熱裝置A制備氨氣,滴加SiCl4,使其余氨氣均勻混合,再加熱裝置D,讓其發(fā)生反應(yīng)制備氮化硅;
(4)裝置D中為氨氣與SiCl4發(fā)生反應(yīng)生成Si3N4和12HCl;
(5)根據(jù)反應(yīng)3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$ Si3N4+12HCl,生成的氮化硅受冷變?yōu)闊o色液體HCl遇到揮發(fā)出來的氨氣結(jié)合成氯化銨,產(chǎn)生白煙的現(xiàn)象,
(6)氮化硅在堿性條件下加熱水解生成硅酸鈉和氨氣,用鹽酸吸收氨氣生成氯化銨,過量的鹽酸用氫氧化鈉溶液滴定,可確定剩余鹽酸的量,從而計算與氨氣反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量,最終確定氮元素的物質(zhì)的量,從而計算氮化硅的純度;
(7)Si3N4與氫氟酸反應(yīng),生成四氟化硅和氟化銨.
解答 解:根據(jù)題目給出的信息,A中加熱碳酸氫銨固體分解制備氨氣,B為除去分解產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣的除雜裝置,C為氨氣與SiCl4蒸氣均勻混合裝置,D為SiCl4蒸氣和NH3在1400℃、無水、無氧條件下反應(yīng)制取氧化硅裝置,E為冷切收集裝置,F(xiàn)為尾氣處理裝置,
(1)A中加熱碳酸氫銨固體分解制備氨氣,B為除去分解產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣的除雜裝置,試劑選用堿石灰,
故答案為:堿石灰;
(2)C中的錐形瓶需要熱水浴,熱水浴加熱的優(yōu)點為藥品受熱均勻,容易控制溫度,
故答案為:藥品受熱均勻,容易控制溫度;
(3)反應(yīng)開始前先組裝好儀器,檢查裝置的氣密性,再加裝藥品,加熱裝置A制備氨氣,滴加SiCl4,使其余氨氣均勻混合,再加熱裝置D,讓其發(fā)生反應(yīng)制備氮化硅,
故答案為:檢查裝置的氣密性;③②①;
(4)裝置D中為氨氣與SiCl4發(fā)生反應(yīng)的裝置,化學(xué)方程式為3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$ Si3N4+12HCl,
故答案為:3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$ Si3N4+12HCl;
(5)根據(jù)反應(yīng)3SiCl4+4NH3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$ Si3N4+12HCl,生成的氮化硅受冷變?yōu)闊o色液體HCl遇到揮發(fā)出來的氨氣結(jié)合成氯化銨,產(chǎn)生白煙的現(xiàn)象,
故答案為:有無色液體生成,并產(chǎn)生白煙;
(6)氮化硅在堿性條件下加熱水解生成硅酸鈉和氨氣,用鹽酸吸收氨氣生成氯化銨,過量的鹽酸用氫氧化鈉溶液滴定,可確定剩余鹽酸的量,從而計算與氨氣反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量,最終確定氮元素的物質(zhì)的量,
①氮化硅在堿性條件下加熱水解生成硅酸鈉和氨氣,離子方程式為Si3N4+6OH-+3H2O=3SiO32-+4NH3↑,
故答案為:Si3N4+6OH-+3H2O=3SiO32-+4NH3↑;
②取吸收后所得溶液20.00mL,過量的鹽酸用氫氧化鈉溶液滴定時,用掉0.2500mol•L-1NaOH溶液32.00mL,物質(zhì)的量為0.2500×0.032L=0.008mol,即過量的鹽酸的物質(zhì)的量為0.008mol,則200mL中過量的鹽酸的物質(zhì)的量為0.08mol,鹽酸總的物質(zhì)的量為0.200L×3.000mol•L-1=0.6mol,故與氨氣反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量為0.6-0.08=0.52mol,NH3+HCl=NH4Cl,則氨氣為0.52mol,根據(jù)氮原子守恒知,n( Si3N4)=$\frac{0.52}{4}$=0.13mol,產(chǎn)品中Si3N4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.13×140}{200}×100%$=9.10%,
故答案為:9.10%;
(7)Si3N4與氫氟酸反應(yīng),生成四氟化硅和氟化銨,
故答案為:NH4F.
點評 本題考查了物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備題,還考查了化學(xué)方程式的書寫.本題利用文字描述設(shè)計出相應(yīng)的實驗步驟,分步驟進(jìn)行鑒別,解決本考點需要根據(jù)實驗現(xiàn)象,綜合分析,從而得出正確的結(jié)論,要注意知識的整體性,題目難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 加入BaCl2溶液,看是否有沉淀生成 | B. | 將水加熱煮沸,看是否有沉淀生成 | ||
C. | 加入NaOH溶液,看是否有沉淀生成 | D. | 加入少量肥皂水,看是否有沉淀 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 低溫、高壓、適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/td> | |
B. | 高溫、常壓 | |
C. | 盡可能高溫、高壓 | |
D. | 適當(dāng)?shù)臏囟、適當(dāng)?shù)母邏,適宜催化劑 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 甲烷燃燒 | |
B. | 乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中 | |
C. | 在鎳做催化劑的條件下,苯與氫氣反應(yīng) | |
D. | 乙烷與氯氣在光照下反應(yīng) |
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