Question

【題目】單晶硅是信息產業中重要的基礎材料。工業上可用焦炭與二氧化硅的混合物在高溫下與氯氣反應生成SiCl4、和CO，SiCl4經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、鋁等雜質也能轉化為相應氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有關物質的物理常數見下表：

物質	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中發生反應的離子方程式： ，裝置D的硬質玻璃管中發生主要反應的化學方程式是_____________________________。

（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SO。請設計實驗，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】假設1：只有SO；假設2：既無SO也無ClO－；假設3： 。

【設計方案，進行實驗】可供選擇的試劑有：3 mol·L－1 H2SO4溶液、1 mol·L－1 NaOH溶液、0.01 mol·L－1 KMnO4溶液、溴水、淀粉KI溶液、品紅溶液等。

取少量吸收液于試管中，滴加3 mol·L－1 H2SO4溶液至溶液呈酸性，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	可能出現的現象	結論
①	向a試中滴加幾滴	若溶液褪色	則假設1成立
		若溶液不褪色	則假設2或3成立
②	向b試管中滴加幾滴	若溶液褪色	則假設1或3成立
		若溶液不褪色	則假設2成立
③	向c試管中滴加幾滴		則假設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等雜質凝結成固體堵塞導管

（3）【提出假設】只有ClO－

【設計方案，進行實驗】①溴水（或0.01 mol·L－1 KMnO4溶液） ②品紅溶液 ③淀粉KI溶液 若溶液變為藍色

【解析】（1）裝置A中發生反應的離子方程式是MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；氯氣經過除雜后在D中和SiO2、C在加熱條件下進行反應生成SiCl4和CO，反應的化學方程式是SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO。（2）裝置B、C中分別為飽和食鹽水和濃硫酸，用來除去氯氣中的HCl、水蒸氣；石英砂中的鐵、鋁等雜質也能轉化為相應氯化物，若導管較細雜質凝結成固體會堵塞導管。（3）由假設1和假設2得知，要檢測的是SO和ClO－，故假設3為只有ClO－。