Question

【題目】SiCl4是生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的基礎(chǔ)原料。通常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 ℃)。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(qǐng)回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，發(fā)生裝置中除圓底燒瓶、酒精燈和導(dǎo)管外還需用到的玻璃儀器有________________

(2)裝置C中的試劑是____________；整套實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的不足，請(qǐng)指出：______________。

(3)裝置E中g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(hào))。

(4)F中吸收尾氣一段時(shí)間后，吸收液中肯定存在OH－ 、Cl－和SO。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該吸收液中可能存在的其他酸根離子(忽略空氣中CO2 的影響)。

【提出假設(shè)】假設(shè)1：只有SO；假設(shè)2：既無SO，也無ClO－；假設(shè)3：__________________。

【實(shí)驗(yàn)探究】可供選擇的實(shí)驗(yàn)試劑有：3 mol·L－1H2SO4、1 mol·L－1 NaOH、0.01 mol·L－1 KMnO4、溴水、淀粉－KI、品紅等溶液。

取少量吸收液于試管中，滴加3 mol·L－1 H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于a、b、c三支試管中，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)完成下表：

序號(hào)	操 作	可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié) 論
①	向a試管中滴加幾滴_________	若溶液褪色	則假設(shè)1成立
		若溶液不褪色	則假設(shè)2或3成立
②	向b試管中滴加幾滴__________________	若溶液褪色	則假設(shè)1或3成立
		若溶液不褪色	假設(shè)2成立
③	向c試管中滴加幾滴_____________	________	假設(shè)3成立

Answer 1

【答案】(1)分液漏斗 (2)濃硫酸 裝置E和F之間未連接干燥管 (3)Al、P (4)只有ClO－ ①溴水(或0.01 mol·L－1KMnO4溶液) ②品紅溶液 ③淀粉－KI溶液 若溶液變?yōu)樗{(lán)色

【解析】(1)根據(jù)題意，實(shí)驗(yàn)室制備氯氣還需要的玻璃儀器是分液漏斗。(2)裝置C為干燥Cl2的裝置，所用試劑是濃H2SO4，觀察實(shí)驗(yàn)裝置可以發(fā)現(xiàn)裝置E和F之間未連接干燥管，水蒸氣進(jìn)入E中，會(huì)引起生成的SiCl4水解。(3)精餾時(shí)沸點(diǎn)低的BCl3先蒸出，故殘留物中還含有沸點(diǎn)高的雜質(zhì)元素Al、P。(4)F中吸收的尾氣主要是Cl2，當(dāng)Cl2不足時(shí)為假設(shè)1：只有SO；當(dāng)Cl2恰好反應(yīng)時(shí)為假設(shè)2：既無SO32-也無ClO－；當(dāng)Cl2過量時(shí)為假設(shè)3：只有ClO－。要探究SO32-是否存在，用氧化劑，因其具有還原性，結(jié)合可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)論作答。