[题目]单晶硅是信息产业中重要的基础材料.工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅.以下是实验室制备SiCl4的装置示意图.实验过程中,石英砂中的铁.铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4.AlCl3.FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:物质SiCl4AlCl3FeCl3� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。

实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:

物质	SiCl4	AlCl3	FeCl3
沸点/℃	57.7	—	315
熔点/℃	-70.0	—	—
升华温度/℃	—	180	300

请回答下列问题:

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式: ,装置D的硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是。

(2)装置C中的试剂是 ; D、E间导管短且粗的原因是。

(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42－。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。

【提出假设】假设1:只有SO32－;假设2:既无SO32－也无ClO-;假设3: 。

【设计方案,进行实验】可供选择的试剂有:3 mol/L H2SO4溶液、1 mol/L NaOH溶液、0.01 mol/L KMnO4溶液、溴水、淀粉-KI溶液、品红溶液等。

取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4溶液至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:

序号	操作	可能出现的现象	结论
①	向a试管中滴加几滴	若溶液褪色	则假设1成立
①	向a试管中滴加几滴	若溶液不褪色	则假设2或3成立
②	向b试管中滴加几滴	若溶液褪色	则假设1或3成立
②	向b试管中滴加几滴	若溶液不褪色	则假设2成立
③	向c试管中滴加几滴		则假设3成立

【答案】(1)MnO2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+2CO

(2)浓硫酸防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管

(3)【提出假设】只有ClO-

【设计方案,进行实验】①溴水(或0.01 mol/L KMnO4溶液) ②品红溶液 ③淀粉-KI溶液若溶液变为蓝色

【解析】(1)装置A中发生反应的离子方程式是MnO2+2Cl-+4H+ Mn2++Cl2↑+2H2O;氯气经过除杂后在D中和SiO2、C在加热条件下进行反应生成SiCl4和CO,反应的化学方程式是SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+2CO。(2)装置B、C中分别为饱和食盐水、浓硫酸,用来除去氯气中的HCl和水蒸气;石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,若导管较细,杂质凝结成固体会堵塞导管。(3)由假设1和假设2得知,要检测的是SO32－和ClO-,故假设3为只有ClO-。