Question

)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上可用焦炭與二氧化硅的混合物在高溫下與氯氣反應(yīng)生成SiCl4和CO，SiCl4經(jīng)提純后用氫氣還原得高純硅。以下是實驗室制備SiCl4的裝置示意圖。

實驗過程中，石英砂中的鐵、鋁等雜質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：

物質(zhì)	SiCl4	AlCl3	FeCl3
沸點/℃	57.7	－	315
熔點/℃	-70.0	－	－
升華溫度/℃	－	180	300

 

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：_____________， 裝置D的硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是????????????????????????? 。

（2）裝置C中的試劑是?????????? ； D、E間導管短且粗的原因是????????????? 。

（3）G中吸收尾氣一段時間后，吸收液中肯定存在OH－、Cl－和SO42-。請設(shè)計實驗，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SO32-；假設(shè)2：既無SO32-也無ClO－；假設(shè)3：?????? 。

【設(shè)計方案，進行實驗】可供選擇的實驗試劑有：3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/L 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 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，分別進行下列實驗。請完成下表：

序號	操? 作	可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)論
①	向a試管中滴加幾滴????????? 溶液	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????????? 溶液	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????????? 溶液		假設(shè)3成立

 

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO2＋2Cl－＋4H+Mn2+＋Cl2↑＋2H2O ；SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO

（2）濃硫酸；防止生成物中的AlCl3、FeCl3等雜質(zhì)凝結(jié)成固體堵塞導管

（3）【提出假設(shè)】假設(shè)3：只有ClO－

【設(shè)計方案，進行實驗】①溴水（或0.01 mol/L KMnO4溶液）②品紅溶液；③淀粉-KI溶液；若溶液變?yōu)樗{色

【解析】

試題分析：（1）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)是用高錳酸鉀和濃鹽水在加熱的條件下制備氯氣，其反應(yīng)離子方程式MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；氯氣經(jīng)過除雜后在D中和SiO2 與C在加熱條件下進行反應(yīng)生成SiCl4和CO，反應(yīng)化學方程式SiO2＋2C＋2Cl2 SiCl4＋2CO（2）BC中分別為飽和食鹽水和濃硫酸用來除去氯氣中的HCl和水蒸氣；石英砂中的鐵、鋁等雜質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氯化物，若導管較細使雜質(zhì)凝結(jié)成固體堵塞導管（3）由假設(shè)1和假設(shè)2得知，要檢測的為SO32－和ClO－，故假設(shè)3為只有ClO－；又因為SO32－會使KMnO4和溴水，并不與ClO－發(fā)生反應(yīng)，故可以用來檢測假設(shè)1，而均SO32－和ClO－具有漂白性，會使品紅溶液褪色，故可以用來檢測假設(shè)2；所有試劑中ClO－可以氧化KI使其生成I2，在淀粉溶液中顯藍色，可以用來檢測假設(shè)3。

考點：化學方程式的書寫；離子檢驗與化學實驗操作