Question

【题目】SiCl4是生产光纤预制棒的基础原料。通常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 ℃)。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：

a．四氯化硅遇水极易水解；

b．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；

c．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)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，发生装置中除圆底烧瓶、酒精灯和导管外还需用到的玻璃仪器有________________

(2)装置C中的试剂是____________；整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：______________。

(3)装置E中g瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是____________(填写元素符号)。

(4)F中吸收尾气一段时间后，吸收液中肯定存在OH－ 、Cl－和SO。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SO；假设2：既无SO，也无ClO－；假设3：__________________。

【实验探究】可供选择的实验试剂有：3 mol·L－1H2SO4、1 mol·L－1 NaOH、0.01 mol·L－1 KMnO4、溴水、淀粉－KI、品红等溶液。

取少量吸收液于试管中，滴加3 mol·L－1 H2SO4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
		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
		若溶液不褪色	假设2成立
③	向c试管中滴加几滴_____________	________	假设3成立

Answer 1

【答案】(1)分液漏斗 (2)浓硫酸 装置E和F之间未连接干燥管 (3)Al、P (4)只有ClO－ ①溴水(或0.01 mol·L－1KMnO4溶液) ②品红溶液 ③淀粉－KI溶液 若溶液变为蓝色

【解析】(1)根据题意，实验室制备氯气还需要的玻璃仪器是分液漏斗。(2)装置C为干燥Cl2的装置，所用试剂是浓H2SO4，观察实验装置可以发现装置E和F之间未连接干燥管，水蒸气进入E中，会引起生成的SiCl4水解。(3)精馏时沸点低的BCl3先蒸出，故残留物中还含有沸点高的杂质元素Al、P。(4)F中吸收的尾气主要是Cl2，当Cl2不足时为假设1：只有SO；当Cl2恰好反应时为假设2：既无SO32-也无ClO－；当Cl2过量时为假设3：只有ClO－。要探究SO32-是否存在，用氧化剂，因其具有还原性，结合可能出现的现象和结论作答。