Question

晶體硅是重要的非金屬材料．制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅（含鐵、鋁、磷等雜質(zhì)）；②粗硅與氯氣在450～500℃反應(yīng)生成四氯化硅；③四氯化硅與過量H₂在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅．
已知：①SiCl₄易水解，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；
②硅與干燥的HCl加熱反應(yīng)生成SiHCl₃和H₂；
③有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)	SiCl4	FeCl3	PCl3	PCl5	AlCl3
熔點(diǎn)/℃	-70	306	-122	160°升華	178°升華
沸點(diǎn)/℃	57.6	315	76	-	-

某課外活動(dòng)小組欲從下列所給的裝置中選擇適宜的部分，在實(shí)驗(yàn)室用粗硅制備四氯化硅．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）B中反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）裝置A中b管的作用是

 

．
（3）按氣體由左到右的流向，所需選擇儀器的導(dǎo)管的連接順序是（填序號(hào)，可不填滿）：

 

接

 

接

 

接

 

 

接

 

（4）E裝置中堿石灰的作用是

 

．
（5）E裝置中冰水的作用是

 

．
（6）制出的SiCl₄可能不純，提純SiCl₄的方法是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）裝置B中是制備氯氣的發(fā)生裝置，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)；
（2）裝置A中的b導(dǎo)管是為了平衡壓強(qiáng)的作用；
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽渌穆然�硅，需要制備純凈干燥的氯氣和粗硅反�?yīng)生成四氯化硅，裝置F中氫氧化鈉溶液易發(fā)生倒吸；
（4）裝置E中的堿石灰是為了吸收過量氯氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置與四氯化硅發(fā)生反應(yīng)；
（5）四氯化硅沸點(diǎn)低，冰水中易于冷凝；
（6）得到的產(chǎn)物沸點(diǎn)不同，可以控制沸點(diǎn)通過蒸餾的方法得到四氯化硅．

解答： 解：（1）裝置B中是制備氯氣的發(fā)生裝置，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
故答案為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（2）裝置A中的b導(dǎo)管是為了平衡壓強(qiáng)的作用，使分液漏斗中的液體順利流下；
故答案為：平衡壓強(qiáng)，使液體順利流出；
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽渌穆然�硅，需要制備純凈干燥的氯氣和粗硅反�?yīng)生成四氯化硅，選擇裝置A制備氯氣，氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，通過裝置D吸收氯化氫氣體，通過裝置C中的濃硫酸吸收水蒸氣，裝置F中氫氧化鈉溶液易發(fā)生倒吸，所以連接裝置E制備四氯化硅，連接順序?yàn)椋篴efcdg；
故答案為：a；e；f；c；d；g；
（4）分析裝置流程可知最后的E裝置中堿石灰的作用是吸收氯氣，防止污染環(huán)境  防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入與SiCl₄反應(yīng)，
故答案為：吸收氯氣，防止污染環(huán)境  防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入與SiCl₄反應(yīng)；
（5）圖標(biāo)數(shù)據(jù)分析．四氯化硅沸點(diǎn)低，通過冰水裝置冷卻能使四氯化硅冷卻為液體，
故答案為：因?yàn)樗穆然�碳的沸點(diǎn)低，降溫使SiCl₄蒸氣冷凝；
（6）制出的SiCl₄可能不純，提純SiCl₄的方法是利用其沸點(diǎn)較低，通過蒸餾的方法分離得到純凈的四氯化硅，故答案為：蒸餾．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)裝置的分析判斷，注意操作過程中儀器的作用分析，題目難度中等，注意掌握實(shí)驗(yàn)原理．