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(15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℃),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。
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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;
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请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应离子方程式:____________________________________________;
(2)装置B中的试剂是_________________;
(3)装置A中g管的作用是____________________________________________;
装置F的作用是____________________________________;
|
化学键 |
H-H |
H-Cl |
Si-Cl |
Si-Si |
|
键能(kJ/mol) |
436 |
431 |
360 |
176 |
(4)通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应热(ΔH)。已知:
写出纯净的气态四氯化硅用氢气还原得固体高纯硅的热化学反应方程式:
__________________________________________________________________
(5)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+,再用酸化的KMnO4标准溶液进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
_____Fe2+ + _____MnO4- + ___________ = _____Fe3+ + _____Mn2+ + ___________
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①请补充并配平上述离子方程式;
②某同学称取5.000 g残留物,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_________(小数点后保留两位)。