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右表：

物質	SiCl4	AlCl3	FeCl3
沸點/℃	57.7	－	315
熔點/℃	-70.0	－	－
華溫度/℃	－	180	300

請回答下列問題：

（1）裝置B中的試劑是____________，裝置D的硬質玻璃管中發生反應的化學方程式是_______________。

（2）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SO42-。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SO32-；假設2：既無SO32-也無ClO-；假設3：____________。

【設計方案，進行實驗】可供選擇的實驗試劑有：3mol/L H2SO4、1mol/L NaOH、0.01 mol/L KMnO4、溴水、淀粉-KI、品紅等溶液。

取少量吸收液于試管中，滴加3mol/L 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 溶液	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 溶液	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 溶液		假設3成立

Answer 1

【答案】（1）飽和食鹽水（2分）SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO（2分）

（2）防止生成物中昀AlCl3、FeCl3等雜質凝結成固體堵塞導管（2分）

（3）【提出假設】假設3：只有ClO-（2分）

【設計方案，進行實驗】①溴水（或0.01 mol/L KMnO4溶液）（1分）

②品紅溶液（1分） ③淀粉-KI溶液（1分） 若溶液變為藍色（1分）

【解析】

試題分析：（1）B、C中分別為飽和食鹽水和濃硫酸用來除去氯氣中的HCl和水蒸氣；氯氣經過除雜后在D中和SiO2 與C在加熱條件下進行反應生成SiCl4和CO，反應化學方程式為SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO；

（2）石英砂中的鐵、鋁等雜質也能轉化為相應氯化物，若導管較細使雜質凝結成固體堵塞導管；

（3）由假設1和假設2得知，要檢測的為SO32-和ClO－，故假設3為只有ClO－；又因為SO32-會使KMnO4和溴水褪色，并不與ClO－發生反應，故可以用來檢測假設1，而SO32-和ClO－均具有漂白性，會使品紅溶液褪色，故可以用來檢測假設2；所有試劑中ClO－可以氧化KI使其生成I2，在淀粉溶液中顯藍色，可以用來檢測假設3。