Question

單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450～500 ℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下：

a．四氯化硅遇水極易水解；

b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；

c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：

物質(zhì)	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸點(diǎn)/℃	57.7	12.8	－	315	－
熔點(diǎn)/℃	－70.0	－107.2	－	－	－
升華溫度/℃	－	－	180	300	162

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________________

________________________________________________________________________。

(2)裝置A中g(shù)管的作用是____________；裝置C中的試劑是__________；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是________(填寫(xiě)元素符號(hào))。

Answer 1

答案　(1)MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O

(2)平衡氣壓　濃H₂SO₄　SiCl₄沸點(diǎn)較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl₄　(3)Al、B、P

解析　依題中信息可知A為Cl₂的發(fā)生裝置，B、C為Cl₂凈化裝置，D中發(fā)生反應(yīng)2Cl₂＋SiSiCl₄，生成SiCl₄用E收集，B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去，C中應(yīng)為濃H₂SO₄除水，由表中數(shù)據(jù)可知SiCl₄沸點(diǎn)較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl₄；由題中信息粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，即可輕松完成第(3)問(wèn)。