Question

单晶硅是信息产业中重要的基础材料，通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁，铝，硼，磷等杂质）
，粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅，以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图．

相关信息如下：
①四氯化硅遇水极易水解；
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
③有关物质的物理常数见下表：

物质	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸点/℃	57.7	12.8	-	315	-
熔点/℃	-70.0	-107.2	-	-	-
升华温度/℃	-	-	180	300	162

请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式

 

．
（2）装置A中g管的作用是

 

，装置B中的试剂是

 

，装置C中的试剂是

 

，装置E中h瓶需要冷却的理由是

 

．
（3）干燥管F的作用

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验设计题

分析：由制备四氯化硅的实验流程可知，A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气，B中饱和实验水除去HCl，C装置中浓硫酸干燥氯气，D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸点低，则E装置冷却可收集四氯化硅，F可防止空气中的水进入，最后处理含氯气的尾气，以此来解答．

解答： 解：由制备四氯化硅的实验流程可知，A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气，B中饱和实验水除去HCl，C装置中浓硫酸干燥氯气，D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸点低，则E装置冷却可收集四氯化硅，F可防止空气中的水进入，最后处理含氯气的尾气，
（1）装置A是氯气发生装置，A中的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）浓盐酸有挥发性，故分液漏斗要加盖，加盖后如没有g管，则盐酸就不易流下去，g管的作用是平衡压强，使液体顺利流出并防止漏气；制得的氯气中含有氯化氢和水，装置B用饱和食盐水除去氯化氢，装置C用浓硫酸吸水；产物SiCl₄沸点低，需要冷凝收集，
故答案为：平衡压强，使液体顺利流出并防止漏气；饱和食盐水；浓硫酸；产物SiCl₄沸点低，需要冷凝收集；
（3）四氯化碳遇水极易水解，则干燥管F的作用为防止空气中的水蒸气进入E，故答案为：防止空气中的水蒸气进入E．

点评：本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，题目难度不大．