Question

（16分）

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常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残留物后，所处理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL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20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________________。

 

Answer 1

【答案】

（16分）

（1）MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－    Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O   2分

（2）平衡压强,使浓盐酸能顺利流下   2分   浓硫酸 2分  使SiCl₄冷凝2分

（3）Al、P、Cl      2分

（4）①否  1分；KMnO₄溶液自身可作指示剂 2分 ②4.480％   3分

【解析】略