做真题学化学-2023年新高考山东化学卷第18题

做真题，学化学，带你畅游化学知识海洋，掌握化学内在逻辑规律，满分高分不是梦。本题为化学实验大题，涉及实验操作、实验现象、方程式。需要理解实验原理，提取有效信息，运用物理和化学规律解答问题。

18．三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为−126.5℃，易水解。实验室根据反应，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题：

(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为_____；判断制备反应结束的实验现象是_____。图示装置存在的两处缺陷是_____。

(2)已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为_____。

(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。

m₁g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①_____，②_____(填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m₂g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含m1、m2的代数式表示)。

解析和解答如下：

（1）对于涉及气体的反应，反应开始前要检验装置的气密性。对于有易燃易爆气体参与的反应，要对装置内的空气进行置换和验纯。本题参与反应的是HCl，只需检验装置气密性即可。

要通过分析实验装置和产物的物理性质解答。反应要保持连续，管式炉作为加热装置，不能打开查看。产物SiHCl₃的沸点为31.8℃，在反应管内为气体，会在冷凝管变为液体。因此，现象是：球形冷凝管下口不再有液滴滴落。

SiHCl₃易水解，需要保持干燥，C和D之间需要干燥装置；尾气中需要收集或处理。C和D之间缺少干燥装置、尾气中H₂需要收集或处理。

（2）根据离子反应和各元素电负性推断陌生反应方程式：

电负性不同的粒子结合，反应过程如上图。

H₄SiO₄不稳定，脱去1分子H₂O，生成H₂SiO₃。H₂SiO₃和HCl再与NaOH中和反应。方程式为：

SiHCl₃+5NaOH=Na₂SiO₃+3NaCl+H₂↑+2H₂O

（3）硅酸水合物得到固体氧化物SiO₂，需要高温灼烧处理；为防止灼烧产物在降温过程中吸收水分，需要在干燥器内进行冷却。操作为：高温灼烧、冷却。

高温灼烧固体，需要用坩埚。冷却需要在干燥器内进行。选AC。

根据Si守恒，求得m(SiHCl₃)，再计算纯度。

SiO₂~SiHCl₃

n(SiHCl₃)=n(SiO₂)=m₂/60 mol

m(SiHCl₃)=135.5m₂/60 g

样品纯度为：

m(SiHCl₃)/m₁×100%

=135.5m₂/(60m₁)×100%

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