Question

單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料，通常用炭在高溫下還原二氧化硅制得粗硅（含鐵，鋁，硼，磷等雜質）
，粗硅與氯氣反應生成四氯化硅（反應溫度450-500℃），四氯化硅經提純后用氫氣還原可得高純硅，以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖．

相關信息如下：
①四氯化硅遇水極易水解；
②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物；
③有關物質的物理常數見下表：

物質	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸點/℃	57.7	12.8	-	315	-
熔點/℃	-70.0	-107.2	-	-	-
升華溫度/℃	-	-	180	300	162

請回答下列問題：
（1）寫出裝置A中發(fā)生反應的離子方程式

 

．
（2）裝置A中g管的作用是

 

，裝置B中的試劑是

 

，裝置C中的試劑是

 

，裝置E中h瓶需要冷卻的理由是

 

．
（3）干燥管F的作用

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：實驗設計題

分析：由制備四氯化硅的實驗流程可知，A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸的反應生成氯氣，B中飽和實驗水除去HCl，C裝置中濃硫酸干燥氯氣，D中發(fā)生Si與氯氣的反應生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸點低，則E裝置冷卻可收集四氯化硅，F可防止空氣中的水進入，最后處理含氯氣的尾氣，以此來解答．

解答： 解：由制備四氯化硅的實驗流程可知，A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸的反應生成氯氣，B中飽和實驗水除去HCl，C裝置中濃硫酸干燥氯氣，D中發(fā)生Si與氯氣的反應生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸點低，則E裝置冷卻可收集四氯化硅，F可防止空氣中的水進入，最后處理含氯氣的尾氣，
（1）裝置A是氯氣發(fā)生裝置，A中的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）濃鹽酸有揮發(fā)性，故分液漏斗要加蓋，加蓋后如沒有g管，則鹽酸就不易流下去，g管的作用是平衡壓強，使液體順利流出并防止漏氣；制得的氯氣中含有氯化氫和水，裝置B用飽和食鹽水除去氯化氫，裝置C用濃硫酸吸水；產物SiCl₄沸點低，需要冷凝收集，
故答案為：平衡壓強，使液體順利流出并防止漏氣；飽和食鹽水；濃硫酸；產物SiCl₄沸點低，需要冷凝收集；
（3）四氯化碳遇水極易水解，則干燥管F的作用為防止空氣中的水蒸氣進入E，故答案為：防止空氣中的水蒸氣進入E．

點評：本題考查制備實驗方案的設計，為高頻考點，把握制備原理及實驗流程中的反應、物質的性質等為解答的關鍵，側重分析與實驗、計算能力的綜合考查，題目難度不大．