Question

【题目】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦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。

相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
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）写出装置A中发生反应的离子方程式。
（2）装置A中g管的作用是；装置C中的试剂是；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，除铁元素外可能还含有的杂质元素是(填写元素符号)。
（4）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，反应的离子方程式是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？(填“是”或“否”)，请说明理由。
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是。

Answer 1

【答案】
（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
（2）平衡压强；浓硫酸；使SiCl4冷凝
（3）Al、P、Cl
（4）①否；KMnO4溶液自身可作指示剂；②4.480%
【解析】 (1)A装置是制备Cl2的，注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”。(2)装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致，便于液体顺利滴下”，简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置，除去Cl2中的HCl气体，C就是干燥装置。干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450～500℃，此时SiCl4是气体，而题目表格中SiCl4通常应是液态的，故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4。(3)根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在，注意要先答上Cl，容易遗漏。(4)①由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去，所以不用滴加指示剂。②根据KMnO4的用量计算出Fe2＋的用量，再算其质量分数，属于典型的常见计算。