Question

晶体硅是重要的非金属材料．制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、磷等杂质）；②粗硅与氯气在450～500℃反应生成四氯化硅；③四氯化硅与过量H₂在1000～1100℃反应制得纯硅．
已知：①SiCl₄易水解，铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
②硅与干燥的HCl加热反应生成SiHCl₃和H₂；
③有关物质的物理性质数据如下表：

物质	SiCl4	FeCl3	PCl3	PCl5	AlCl3
熔点/℃	-70	306	-122	160°升华	178°升华
沸点/℃	57.6	315	76	-	-

某课外活动小组欲从下列所给的装置中选择适宜的部分，在实验室用粗硅制备四氯化硅．

请回答下列问题：
（1）B中反应的离子方程式为

 

．
（2）装置A中b管的作用是

 

．
（3）按气体由左到右的流向，所需选择仪器的导管的连接顺序是（填序号，可不填满）：

 

接

 

接

 

接

 

 

接

 

（4）E装置中碱石灰的作用是

 

．
（5）E装置中冰水的作用是

 

．
（6）制出的SiCl₄可能不纯，提纯SiCl₄的方法是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）装置B中是制备氯气的发生装置，利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应；
（2）装置A中的b导管是为了平衡压强的作用；
（3）实验目的是制备四氯化硅，需要制备纯净干燥的氯气和粗硅反应生成四氯化硅，装置F中氢氧化钠溶液易发生倒吸；
（4）装置E中的碱石灰是为了吸收过量氯气，防止空气中的水蒸气进入装置与四氯化硅发生反应；
（5）四氯化硅沸点低，冰水中易于冷凝；
（6）得到的产物沸点不同，可以控制沸点通过蒸馏的方法得到四氯化硅．

解答： 解：（1）装置B中是制备氯气的发生装置，利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应，反应的化学方程式为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
故答案为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺

△   .

Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（2）装置A中的b导管是为了平衡压强的作用，使分液漏斗中的液体顺利流下；
故答案为：平衡压强，使液体顺利流出；
（3）实验目的是制备四氯化硅，需要制备纯净干燥的氯气和粗硅反应生成四氯化硅，选择装置A制备氯气，氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过装置D吸收氯化氢气体，通过装置C中的浓硫酸吸收水蒸气，装置F中氢氧化钠溶液易发生倒吸，所以连接装置E制备四氯化硅，连接顺序为：aefcdg；
故答案为：a；e；f；c；d；g；
（4）分析装置流程可知最后的E装置中碱石灰的作用是吸收氯气，防止污染环境  防止空气中的水蒸气进入与SiCl₄反应，
故答案为：吸收氯气，防止污染环境  防止空气中的水蒸气进入与SiCl₄反应；
（5）图标数据分析．四氯化硅沸点低，通过冰水装置冷却能使四氯化硅冷却为液体，
故答案为：因为四氯化碳的沸点低，降温使SiCl₄蒸气冷凝；
（6）制出的SiCl₄可能不纯，提纯SiCl₄的方法是利用其沸点较低，通过蒸馏的方法分离得到纯净的四氯化硅，故答案为：蒸馏．

点评：本题考查了化学实验方案设计，物质制备实验装置的分析判断，注意操作过程中仪器的作用分析，题目难度中等，注意掌握实验原理．