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

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；②SiCl 4 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Fe 2 ＋ ,再用KMnO 4 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Fe 3 ＋ 是否被完全还原的实验操作是 。

Answer 1

（1）MnO 2 +4H + +2Cl -  Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O（2分） （2）浓硫酸（2分）； 防止空气中的水进入H中；产物SiCl 4 沸点低，需要冷凝收集（2分） （3）①5Fe 2+ +MnO 4 - +8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O（2分） ②否；KMnO 4 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Fe 3+ 已完全还原（2分）

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MnO 2 +4H + +2Cl -  Mn 2+ +Cl 2 ↑+2H 2 O； （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SiCl 4 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5Fe 2+ +MnO 4 - +8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O； 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； ③Fe 3+ 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Fe 3+ 已完全还原。