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...

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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；② SIC14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+ 是否完全还原的实验操作是_______________。

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试题解析

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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；② SIC14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+ 是否完全还原的实验操作是_______________。

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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳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。
相关信息如下：
a.四氯化硅接触水会发生化学反应；
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：

物质

SiCl4

BC13

A1C13

FeCl3

PCl5

沸点/℃

57.7

12.8

－

315

－

熔点/℃

-70.0

-107.2

－

－

－

升华温度/℃

－

－

180

300

162

请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：___________，D中发生反应的化学方程式___________。
（2）A中g管的作用是__________________，装置C中的试剂是___________，作用是___________。
（3）装置E中的h瓶需要冷却的理由是______________________。
（4）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，除铁元素外可能还含有的杂质元素是___________（填写元素符号）。
（5）过量的氯气可以用石灰乳来处理，请写出该反应的化学方程式_____________________。

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通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅，粗硅(合铁、铝、硼、磷等杂质) 与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500℃)，四氧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。(D的硬质玻璃管中盛装粗硅)

相关信息如下: a.四氧化硅遇水极易反应生成硅酸和氯化氢；

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；

c.有关物质的物理常数见下表:

物质	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸点/℃	57.7	12.8	—	315	—
熔点/℃	－70.0	－107.2	—	—	—
升华温度/℃	—	—	180	300	162

请回答下列问题:

(1)写出用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅的化学方程式_________________________。

(2)写出装置A中发生反应的离子方程式__________________________________。

(3)装置A中g管的作用是_________________；装置C中的试剂是____________；

(4)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过多次蒸馏得到高纯度四氯化硅，蒸馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。

(5)写出尾气处理装置中发生反应的离子方程式___________________________。

(6)本题实验装置中有一明显的不足之处，请简述你的改进方案及理由: ___________。

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