Question

6．某實驗室欲制取少量單質硅，根據(jù)實驗室存有的藥品情況，選擇硅鐵粉（一種鐵合金粉末）、漂白粉、濃鹽酸等為制取原料．請回答以下制取過程中的相關問題．
（1）氯氣的制備：用漂白粉與濃鹽酸常溫反應制備實驗所需氯氣．該反應的化學方程式為Ca（ClO）₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O．可選擇以下裝置如圖1中的C（填序號）作為反應容器．

（2）SiCl₄的生成：控制溫度在200℃以上，使硅鐵粉與氯氣反應生成SiCl₄．
①若要將圖A裝置改進為SiCl₄的發(fā)生裝置，需進行的改進是將單孔橡皮塞改為雙孔塞；增加一根伸入試管底部附近的進氣管．
②生成的SiCl₄含有雜質CCl₄，請說明雜質的來源硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應生成了CCl₄．
（3）SiCl₄的收集：請結合下列圖2、表回答問題：

物質	熔點	沸點	水反應性
SiCl4	-70℃	57.6℃	強烈水解
CCl4	-22.9℃	76.8℃	穩(wěn)定

①在E、F兩套裝置中選擇一套來收集產(chǎn)物，你認為F（填編號）裝置更好，理由是相對E，F(xiàn)可防粉末狀反應物堵塞出口，可防液態(tài)產(chǎn)物堵塞氣體通路．
②G或H裝置用于連接在E或F裝置后．若選用H作連接裝置，則其中所裝試劑應為堿石灰，其作用是吸收多余氯氣防污染空氣；防止空氣中的水氣進入收集裝置使產(chǎn)物水解．
（4）提純SiCl₄：請?zhí)岢鲆粋�你認為可行的除去雜質CCl₄的方案蒸餾．
（5）純硅的制�。河霉梃F粉與鹽酸制氫氣還原SiCl₄即可得到較純的單質硅．該還原反應采用將反應混合物緩慢通過用酒精噴燈加熱的石英玻璃管的方式進行，你認為可能觀察到的實驗現(xiàn)象是石英玻璃管壁上有灰黑色固體出現(xiàn)．

Answer 1

分析 （1）漂白粉中的Ca（ClO）₂與濃鹽酸常溫反應生成氯氣和氯化鈣，根據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇氣體發(fā)生裝置；
（2）①發(fā)生裝置由氣體參與，生成物為氣體，據(jù)此分析；
②碳與氯氣反應生成了CCl₄；
（3）①F可防粉末狀反應物堵塞出口，可防液態(tài)產(chǎn)物堵塞氣體通路，選擇F；
②H裝置吸收未反應完的氯氣，且吸收空氣中的水氣；
（4）根據(jù)沸點不同用蒸餾的方式出雜；
（5）硅單質為灰黑色固體．

解答 解：（1）漂白粉中的Ca（ClO）₂與濃鹽酸常溫反應生成氯氣和氯化鈣，化學方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；為固液不加熱型，故選擇C裝置；
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O； C；
（2）①反應物中有氣體，生成物為氣體，故A裝置中應將單孔橡皮塞改為雙孔塞；增加一根伸入試管底部附近的進氣管；
故答案為：將單孔橡皮塞改為雙孔塞；增加一根伸入試管底部附近的進氣管；
②硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應生成了CCl₄，所以生成的SiCl₄含有雜質CCl₄；
故答案為：硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應生成了CCl₄；
（3）①F可防粉末狀反應物堵塞出口，可防液態(tài)產(chǎn)物堵塞氣體通路，選擇F；
故答案為：F；相對E，F(xiàn)可防粉末狀反應物堵塞出口，可防液態(tài)產(chǎn)物堵塞氣體通路；
②H裝置吸收未反應完的氯氣，且SiCl₄易水解，可吸收空氣中的水氣防止其水解，則H中為堿石灰；
故答案為：堿石灰；吸收多余氯氣防污染空氣；防止空氣中的水氣進入收集裝置使產(chǎn)物水解；
（4）由表可知，SiCl₄和CCl₄沸點不同，可選蒸餾的方式出雜；
故答案為：蒸餾；
（5）用硅鐵粉與鹽酸制氫氣還原SiCl₄即可得到較純的單質硅，硅單質為灰黑色固體，故可觀察到石英玻璃管壁上有灰黑色固體出現(xiàn)；
故答案為：石英玻璃管壁上有灰黑色固體出現(xiàn)．

點評 本題考查了實驗方案設計的有關知識，綜合了氯氣的制法、物質的提純等實驗知識，這種類型的題是高考的熱點，是學習的重點，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，側重分析與實驗綜合考查，題目難度中等．