题目内容

(16分)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、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),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:

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,是铁元素还原成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:

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,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           。
(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%
略
练习册系列答案
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(14分)Ⅰ.下列实验操作或对实验事实的描述正确的是            (填序号)
①实验室配制氯化亚铁溶液时,将氯化亚铁先溶解在盐酸中,然后用蒸馏水稀释并加入少量铁粉;
②配制一定浓度的溶液时,俯视容量瓶的刻度线,会使配制的浓度偏高;实验室测定中和热时,过早读数会使测定结果偏低;
③试管中加入少量淀粉,再加入一定量稀硫酸,加热3-4分钟,然后加入银氨溶液,片刻后管壁上有“银镜”出现
④分别向体积和pH均相同的盐酸和醋酸中滴加等浓度的氢氧化钠溶液,完全中和时消耗的氢氧化钠溶液的体积一样多
⑤向NaOH溶液、KSCN溶液、沸腾的蒸馏水中分别滴加饱和的FeCl3溶液得到的分散系依次为:浊液、溶液、胶体
Ⅱ.某研究性学习小组利用下图所示装置研究乙醇与氧化铁的反应,请回答下列问题:

(1)装置中试管B的作用是                            。
(2)实验中可观察到石英管A中的现象为                               。
(3)反应停止后,取出试管C在酒精灯上加热至沸腾,可观察到有红色沉淀产生。写出该反应的化学方程式                                。
(4)为了测定反应后石英管A左侧固体中铁元素的含量,进行如下实验:

(i)步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                  。
(ii)下列有关步骤④的操作中说法正确的是                          。
a.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
b.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
c.锥形瓶不需要用待测夜润洗
d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
(iii)由框图中数据计算,可得石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为       。
已知乙二酸(HOOC―COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华。某校研究性学习小组为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为_________________________________________。
(2)向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现其溶液的紫红色褪去,说明乙二酸具有_________________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:
____ MnO4– + ____ H2C2O4 + _____ H+ =" _____" Mn2+ + _____ CO2↑ + _____ H2O
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现,装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红,

据此,乙二酸分解的产物为___________________________。上述装置中,D的作用是_____
__________________________________________。装置F中发生反应的化学方程式为:
___________________________________________________________。
(4)该小组同学将2.52 g草酸晶体(H2C2O4?2H2O)加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是______________________
________________________________________________________________。

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