9.(2009浙江理综28)(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、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.铁、铝、硼、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,把铁元素还原成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5.000 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       。

高考真题答案与解析

化  学

[考点16]无机非金属材料的主角  硅及碳族元素

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