题目内容
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 | PCl下标5 |
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++MnO-4+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5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________________。
（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）易升华的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，略。
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（10分）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。
相关信息如下：
①四氯化硅遇水极易水解；
②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；
③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 |
— |
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熔点/℃ |
－70.0 |
－107.2 |
— |
— |
— |
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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残留物后，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol/L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是 。