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；②SiCl4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＋是否被完全还原的实验操作是__________________________________。

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O浓硫酸防止空气中的水进入H中产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O否KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点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

【解析】

制四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先制得Cl2，因SiCl4极易水解，所以Cl2须干燥，再根据表格数据分析提纯SiCl4的方法。

（1）装置A是制取氯气的，所以发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。（2）四氯化硅遇水极易水解，所以和二氧化硅反应的氯气必须是干燥的，则在氯气通入装置D之前需要干燥处理，即装置C中的试剂是浓硫酸，同样原因装置F中的碱石灰防止空气中的水进入H中，同时起到吸收过量氯气，防止氯气污染环境的作用；SiCl4的熔点较低，所以作用是使SiCl4冷凝。（3）①酸性高锰酸钾溶液就有强氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，反应的离子方程式是5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；②由于酸性高锰酸钾溶液，在溶液中显紫红色，所以不需要另加指示剂。因此终点时的现象是当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液颜色由无色变为紫色，且30秒不褪色；③若Fe3+被完全还原，溶液中就不存在Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液不会变红色。