《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

19.(14分)(2024·安徽合肥模拟)涂炭箔材可用于电池领域,如高能量密度硅基负极的锂离子电池对于整体涂炭箔材表面碳涂层的覆盖率要求极高。采用高温Cl₂刻蚀法可在SiC表面制备碳涂层,实验装置如图所示:

已知:SiCl₄的熔点为-70 ℃,沸点为59 ℃,极易水解;SiC的熔点为2 700 ℃,硬度大,难溶于水。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,恒压分液漏斗中的盐酸滴入仪器a中发生反应的离子方程式为__________。
(2)装置A依次连接装置B、C,则装置C为__________(填“甲”或“乙”),装置B的作用是________________。
　　　　　　
(3)装置D中通入Cl₂前,先通入干燥的Ar(g)的目的是______________________________,则K₁、K₂、K₃、K₄的开关情况为______________________________。
(4)装置D中,Cl₂、Ar混合气体中的Cl₂在高温条件下与SiC反应,将硅原子从SiC中刻蚀掉,从而形成碳涂层。下列有关该反应的说法正确的是__________(填字母)。
a.该反应为置换反应
b.该反应中氧化剂与还原剂的质量比为20∶71
c.该反应中C、Si、Cl的化合价均发生变化
d.Cl₂、Ar混合气体中Ar起到稀释Cl₂的作用,减少Cl₂和C的反应
(5)装置E中气球的作用是______________________________。

答案：
(1)三颈烧瓶 5Cl⁻ + ClO₃⁻ + 6H⁺$\xlongequal{\;\;}$3Cl₂↑ + 3H₂O
(2)甲 除去Cl₂中的HCl
(3)赶出装置D中的空气及水蒸气 关闭K₂，打开K₁、K₃、K₄
(4)ad
(5)回收Ar
解析：
(1)仪器a的名称为三颈烧瓶。装置A中KClO₃和浓盐酸反应可制备Cl₂，反应的离子方程式为5Cl⁻ + ClO₃⁻ + 6H⁺$\xlongequal{\;\;}$3Cl₂↑ + 3H₂O。
(2)装置B、C均为除杂装置，装置B为饱和食盐水，作用是除去Cl₂中的HCl，装置C是为了除去Cl₂中的水蒸气(也称干燥)。
(3)先通入Ar(g)的目的是赶出装置D中的空气及水蒸气，则需关闭K₂，打开K₁、K₃、K₄。
(4)装置D中的反应为SiC + 2Cl₂$\stackrel{高温}{=\!=\!=}$C + SiCl₄，该反应为置换反应，a项正确;Cl₂是氧化剂，SiC是还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 : 1，质量比为(71×2) : (28 + 12)=71 : 20，b项错误;该反应中Si的化合价没有变化，c项错误;Cl₂、Ar混合气体中Ar起到稀释Cl₂的作用，控制反应速率，从而使Cl₂能充分地刻蚀SiC，d项正确。
(5)进入装置E中的气体有Ar、Cl₂、SiCl₄，Cl₂、SiCl₄均能溶解于NaOH溶液中，故气球的作用是回收Ar。