Question

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳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)写出装置A中发生反应的离子方程式：___________________________________

________________________________________________________________________。

(2)装置A中g管的作用是____________；装置C中的试剂是__________；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，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。

Answer 1

答案　(1)MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O

(2)平衡气压　浓H₂SO₄　SiCl₄沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl₄　(3)Al、B、P

解析　依题中信息可知A为Cl₂的发生装置，B、C为Cl₂净化装置，D中发生反应2Cl₂＋SiSiCl₄，生成SiCl₄用E收集，B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去，C中应为浓H₂SO₄除水，由表中数据可知SiCl₄沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl₄；由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，即可轻松完成第(3)问。