Question

11．單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料．工業(yè)上可用焦炭與二氧化硅的混合物在高溫下與氯氣反應生成SiCl₄和CO，SiCl₄經提純后用氫氣還原得高純硅．如圖是實驗室制備SiCl₄的裝置示意圖．

已知SiCl₄的熔點為-70.0℃，沸點為57.7℃，且遇水易反應，
請回答下列問題：
（1）寫出裝置A中發(fā)生反應的離子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑
（2）裝置B中的試劑是飽和食鹽水；裝置C的作用為干燥氯氣
（3）裝置D的玻璃管中發(fā)生主要反應的化學方程式是SiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄+2CO，裝置F的作用為防止F右端的水蒸氣進入E與四氯化硅反應，造成產物不純．
（4）G中吸收氣體一段時間后，吸收液中肯定存在OH^-、Cl^-和SO₄^2-．為探究該吸收液中可能存在的其它酸根離子（忽略空氣中CO₂的影響），研究小組實驗設計如下
【提出假設】假設1：只有SO₃^2-：假設2：既無SO₃^2-也無ClO^-；假設3：只有ClO^-：
【設計方案，進行試驗】可供選擇的實驗試劑有：3mol/L H₂SO₄溶液、1mol/L NaOH溶液、品紅溶液、0.01mol/L KMnO₄溶液、淀粉-KI溶液．各取少量吸收液于a、b、c三支試管中，分別滴加3mol/L H₂SO₄酸化后，進行下列實驗：
請完成如表：

序號	操作	可能出現的現象	結論
①	向a試管中滴加幾滴0.01mol/L的KMnO4	若溶液褪色	則假設1成立
		若溶液不褪色	則假設2或3成立
②	向b試管中滴加幾滴品紅	若溶液褪色	則假設1或3成立
		若溶液不褪色	則假設2成立
③	向c試管中滴加幾滴淀粉-KI溶液		則假設3成立

Answer 1

分析 制備四氯化硅的實驗流程：A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸的反應生成氯氣，MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，B中飽和實驗水除去HCl，C裝置中濃硫酸干燥氯氣，D中發(fā)生Si與氯氣的反應生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸點低，則E裝置冷卻可收集四氯化硅，F可防止防止F右端的水蒸氣進入E與四氯化硅反應，造成產物不純，最后G處理含氯氣的尾氣．
（1）二氧化錳和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）A中制得的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣雜質，要除去，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣；
（3）在D裝置中二氧化硅和碳和氯氣反應生成四氯化硅和一氧化碳；四氯化硅遇水極易水解，F可防止空氣中的水進入；
（4）由假設1和假設2可知，要檢測的為SO₃^2-和ClO^-，故假設3為只有ClO^-，又因為SO₃^2-會使KMnO₄溶液（或溴水）褪色，而ClO^-不會，所故可以用來檢測假設1，H₂SO₃和ClO^-具有漂白性，會使品紅溶液褪色，所以可以用來檢測假設2，ClO^-可以氧化KI反應生成碘單質，遇到淀粉邊藍色，可以用來檢測假設3．

解答 解：（1）裝置A是氯氣發(fā)生裝置，A中二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，其離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（2）A中制得的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣雜質，要除去，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣，所以B中裝有飽和食鹽水，裝置C干燥氯氣，
故答案為：飽和食鹽水；干燥氯氣；
（3）在D裝置中二氧化硅和碳和氯氣反應生成四氯化硅和一氧化碳，反應為：SiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄+2CO，四氯化硅遇水極易水解，F可防止右端的水蒸氣進入E與四氯化硅反應，造成產物不純，
故答案為：SiO₂+2C+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄+2CO；防止F右端的水蒸氣進入E與四氯化硅反應，造成產物不純；
（4）由假設1和假設2可知，要檢測的為SO₃^2-和ClO^-，故假設3為只有ClO^-，又因為SO₃^2-會使KMnO₄溶液褪色，而ClO^-不會，所故可以用來檢測假設1，H₂SO₃和ClO^-具有漂白性，會使品紅溶液褪色，所以可以用來檢測假設2，ClO^-可以氧化KI反應生成碘單質，遇到淀粉邊藍色，可以用來檢測假設3，
故答案為：①0.01mol/L的KMnO₄；②品紅；③淀粉-KI溶液；若溶液變?yōu)樗{色．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，綜合了氯氣的制法、硅的提純等實驗知識，注意把握制備原理及實驗流程中的反應、物質的性質等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度中等．