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Fe^2＋,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Fe^3＋是否被完全还原的实验操作是                      。

Answer

（1）MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O

（2）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

（3）①5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

②否；KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；

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

【解析】

试题分析：（1）装置A为氯气的发生装置，用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，离子方程式为：MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。（2）制取的氯气中有氯化氢和水，装置B用饱和食盐水除去氯化氢，装置C为浓硫酸，除去水。因为四氯化硅遇水极易水解，所以连接干燥管可以防止空气中的水进入H中；因为SiCl4沸点为57．7℃，沸点低，需要冷凝收集。

（3）①亚铁离子可以被酸性高锰酸钾氧化成铁离子，离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

②因为高锰酸根离子变成锰离子溶液的颜色由紫色变成无色，所以不需要指示剂；滴定终点为KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；③因为铁离子可以用硫氰化钾检验，铁离子遇到硫氰化钾溶液变红，所以可以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：硅和二氧化硅的性质，制备实验方案的设计