Question

【题目】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：① 四氯化硅遇水极易水解；② SIC14沸点为57.7℃ ，熔点为-70.0℃ 。请回答：

（1）写出装置A 中发生反应的离子方程式_______________。

（2）装置C 中的试剂是___________；装置F的作用是_______________；

装置E 中的h 瓶需要冷却的理由是_______________。

（3）装置E 中h 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，精馏后的残留物中含有铁元素，为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。

① 反应的离子方程式：_______________。② 滴定前是否要滴加指示剂？_______________。（填“是”或“否”） ，请说明理由_______________。

③ 滴定前检验Fe3+ 是否完全还原的实验操作是_______________。

Answer 1

【答案】（1） MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O （2分）

（2）浓硫酸（2分）防止空气中的水进入H 中；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集（2分）

（3）①5Fe2++MnO4-＋8H+=5Fe3++ Mn2++ 4H2O （2分）

②否；KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；（2分）

③取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe2+已完全还原（2分）

【解析】

试题分析：（1）装置A是氯气发生装置，A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）浓盐酸具有挥发性，加热促进挥发，导致制取的氯气中含有氯化氢，为除去氯化氢，装置B中的试剂应该吸收氯化氢而不能吸收氯气，为饱和食盐水，装置C用浓硫酸吸水，四氯化硅遇水极易水解，F可防止空气中的水进入；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集；（3）①KMnO4酸性溶液与Fe2+反应时被还原为Mn2+，Fe2+被氧化为Fe3+，Mn元素的化合价由+7降到+2，降低5价；Fe元素的化合价由+2升高到+3价，升高1价，最小公倍数为5；再根据质量守恒得到H2O的系数为4，H+的系数为8，离子方程式为：5Fe2++MnO4-＋8H+=5Fe3++ Mn2++ 4H2O；②KMnO4标准溶液身就是一种指示剂，MnO4-转变成Mn2+溶液颜色有紫色变成无色，KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时，不需要指示剂；③Fe3+遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色，证明Fe3+的存在。因此取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe3+已完全还原。