Question

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

（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Fe3+已完全还原（2分）

【解析】

试题分析：（1）装置A为制取氯气的装置，所以发生的离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O；

（2）装置B为除去氯气中的氯化氢，所以装置C中的试剂是浓硫酸，干燥氯气；四氯化硅遇水易水解，所以装置F的作用是防止空气中的水进入H中；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集，所以h瓶需要冷却；

（3）①亚铁离子与酸性高锰酸钾反应被氧化成铁离子，高锰酸钾被还原成锰离子，离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

②滴定前不用加任何指示剂，因为高锰酸钾溶液本身为紫红色溶液，可用高锰酸钾溶液的颜色判断反应终点；

③Fe3+的检验通常用KSCN溶液，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。

考点：考查氯气的制取化学方程式，装置作用的判断，离子方程式的书写，亚铁离子的检验