Question

【題目】SiCl4是生產光纖預制棒的基礎原料。通常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 ℃)。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關信息如下：

a．四氯化硅遇水極易水解；

b．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；

c．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)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，發生裝置中除圓底燒瓶、酒精燈和導管外還需用到的玻璃儀器有________________

(2)裝置C中的試劑是____________；整套實驗裝置存在一處明顯的不足，請指出：______________。

(3)裝置E中g瓶收集到的粗產物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質元素是____________(填寫元素符號)。

(4)F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：__________________。

【實驗探究】可供選擇的實驗試劑有：3 mol·L－1H2SO4、1 mol·L－1 NaOH、0.01 mol·L－1 KMnO4、溴水、淀粉－KI、品紅等溶液。

取少量吸收液于試管中，滴加3 mol·L－1 H2SO4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試管中滴加幾滴_________	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	假設2成立
③	向c試管中滴加幾滴_____________	________	假設3成立

Answer 1

【答案】(1)分液漏斗 (2)濃硫酸 裝置E和F之間未連接干燥管 (3)Al、P (4)只有ClO－ ①溴水(或0.01 mol·L－1KMnO4溶液) ②品紅溶液 ③淀粉－KI溶液 若溶液變為藍色

【解析】(1)根據題意，實驗室制備氯氣還需要的玻璃儀器是分液漏斗。(2)裝置C為干燥Cl2的裝置，所用試劑是濃H2SO4，觀察實驗裝置可以發現裝置E和F之間未連接干燥管，水蒸氣進入E中，會引起生成的SiCl4水解。(3)精餾時沸點低的BCl3先蒸出，故殘留物中還含有沸點高的雜質元素Al、P。(4)F中吸收的尾氣主要是Cl2，當Cl2不足時為假設1：只有SO；當Cl2恰好反應時為假設2：既無SO32-也無ClO－；當Cl2過量時為假設3：只有ClO－。要探究SO32-是否存在，用氧化劑，因其具有還原性，結合可能出現的現象和結論作答。