Question

6．某實(shí)驗(yàn)室欲制取少量單質(zhì)硅，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)回答以下制取過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題．
（1）氯氣的制備：用漂白粉與濃鹽酸常溫反應(yīng)制備實(shí)驗(yàn)所需氯氣．該反應(yīng)的化學(xué)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(hào)）作為反應(yīng)容器．

（2）SiCl₄的生成：控制溫度在200℃以上，使硅鐵粉與氯氣反應(yīng)生成SiCl₄．
①若要將圖A裝置改進(jìn)為SiCl₄的發(fā)生裝置，需進(jìn)行的改進(jìn)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(jìn)氣管．
②生成的SiCl₄含有雜質(zhì)CCl₄，請(qǐng)說(shuō)明雜質(zhì)的來(lái)源硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應(yīng)生成了CCl₄．
（3）SiCl₄的收集：請(qǐng)結(jié)合下列圖2、表回答問(wèn)題：

物質(zhì)	熔點(diǎn)	沸點(diǎn)	水反應(yīng)性
SiCl4	-70℃	57.6℃	強(qiáng)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(lái)收集產(chǎn)物，你認(rèn)為F（填編號(hào)）裝置更好，理由是相對(duì)E，F(xiàn)可防粉末狀反應(yīng)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(yīng)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(jìn)入收集裝置使產(chǎn)物水解．
（4）提純SiCl₄：請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)你認(rèn)為可行的除去雜質(zhì)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(zhì)硅．該還原反應(yīng)采用將反應(yīng)混合物緩慢通過(guò)用酒精噴燈加熱的石英玻璃管的方式進(jìn)行，你認(rèn)為可能觀察到的實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成氯氣和氯化鈣，根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)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(yīng)生成了CCl₄；
（3）①F可防粉末狀反應(yīng)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(yīng)完的氯氣，且吸收空氣中的水氣；
（4）根據(jù)沸點(diǎn)不同用蒸餾的方式出雜；
（5）硅單質(zhì)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(yīng)生成氯氣和氯化鈣，化學(xué)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(yīng)物中有氣體，生成物為氣體，故A裝置中應(yīng)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(jìn)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(jìn)氣管；
②硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應(yīng)生成了CCl₄，所以生成的SiCl₄含有雜質(zhì)CCl₄；
故答案為：硅鐵合金粉中含有碳，與氯氣反應(yīng)生成了CCl₄；
（3）①F可防粉末狀反應(yīng)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(duì)E，F(xiàn)可防粉末狀反應(yīng)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(yīng)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(jìn)入收集裝置使產(chǎn)物水解；
（4）由表可知，SiCl₄和CCl₄沸點(diǎn)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(zhì)硅，硅單質(zhì)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(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，綜合了氯氣的制法、物質(zhì)的提純等實(shí)驗(yàn)知識(shí)，這種類(lèi)型的題是高考的熱點(diǎn)，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，把握制備原理及實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)綜合考查，題目難度中等．