Question

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），粗硅与氧气反应生成四氧化硅（反应湿度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．四氧化硅遇水极易水解；
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：
（l）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SO₄^2-．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l：只有SO₃^2-；
假设2：既无SO₃^2-   也无ClO^-；
假设3：

 

．
【实验探究】
可供选择的实验试剂有：3mol．L^-1H₂SO₄、1mol．L^-1NaOH、0.01mol．L^-1KMnO₄淀粉-KI、品红等溶液．取少最吸收渡于试管中，滴3mol．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   溶液	若溶液褪色	假设1成立
		若溶液不褪色	假设1或2成立
②	向b试管中滴加几滴   溶液	若溶液褪色	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   溶液		假设3成立

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，是固体和液体加热制备气体的装置，液体浓盐酸易挥发，需要用分液漏斗慢慢加入烧瓶中加热反应；
（2）BC中分别为饱和食盐水、浓硫酸，用来除去氯气中的氯化氢和水蒸气，由于四氯化硅易水解，因此需要在EF之间连接干燥管；
（3）从物质的物理性质表可发现AlCl₃、FeCl₃和PCl₃均易升华，所以精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是Al、P、Cl元素；
（4）由假设1和假设2可知，要检测的为SO₃^2-和ClO^-，故假设3为只有ClO^-，又因为SO₃^2-会使KMnO₄溶液褪色，而ClO^-不会，所故可以用来检测假设1，H₂SO₃和ClO^-具有漂白性，会使品红溶液褪色，所以可以用来检测假设2，ClO^-可以氧化KI反应生成碘单质，遇到淀粉边蓝色，可以用来检测假设3．

解答： 解：（1）二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，是固体和液体加热制备气体的装置，液体为浓盐酸易挥发，需要用分液漏斗慢慢加入烧瓶中加热反应，
故答案为：分液漏斗；
（2）BC中分别为饱和食盐水、浓硫酸，用来除去氯气中的氯化氢和水蒸气，由于四氯化硅易水解，需要除去气体中的水蒸气，因此需要在EF之间连接干燥管，
故答案为：浓硫酸；装置EF间未连接干燥管；
（3）从物质的物理性质表可发现AlCl₃、FeCl₃和PCl₃均易升华，所以精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是Al、P、Cl元素；
故答案为：Al、P、Cl；
（4）由假设1和假设2可知，要检测的为SO₃^2-和ClO^-，故假设3为只有ClO^-，又因为SO₃^2-会使KMnO₄溶液褪色，而ClO^-不会，所故可以用来检测假设1，H₂SO₃和ClO^-具有漂白性，会使品红溶液褪色，所以可以用来检测假设2，ClO^-可以氧化KI反应生成碘单质，遇到淀粉边蓝色，可以用来检测假设3，
故答案为：只有ClO^-，0.01mol/L的KMnO₄；品红；淀粉-KI，若溶液变为蓝色．

点评：本题考查了物质组成的实验探究和性质分析判断，物质的检验方法和反应现象是胶体关键，掌握基础是关键，题目难度中等．