Question

單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用炭在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（反應(yīng)溫度450~500℃），四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關(guān)信息如下：①四氯化硅遇水極易水解；

②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；

③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：

 

物質(zhì)	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸點(diǎn)/℃	57.7	12.8	—	315	—
熔點(diǎn)/℃	－70.0	－107.2	—	—	—
升華溫度/℃	—	—	180	300	162

 

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________________________________。

（2）裝置A中g(shù)管的作用是______________；裝置C中的試劑是____________；

裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是__________________________________。

（3）裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾（類似多次蒸餾）得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的元素是_____________（填寫(xiě)元素符號(hào)）。

（4）為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe^2＋,再用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是：

  5Fe^2＋＋MnO₄^－＋8H^＋====5Fe^3＋＋Mn^2＋＋4H₂O

①滴定前是否要滴加指示劑？___（填“是”或“否”），請(qǐng)說(shuō)明理由_________________

②某同學(xué)稱取5.000g殘留物后，經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000×10^－2 mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______________。

 

Answer 1

 

（1）MnO₂＋4H^＋＋2Cl^―Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O；

（2）平衡壓強(qiáng)，使液體順利流出并防止漏氣；濃硫酸；產(chǎn)物SiCl₄沸點(diǎn)低，需要冷凝收集；

（3）Al、P、Cl；

（4）①否；KMnO₄溶液的紫紅色可指示反應(yīng)終點(diǎn)；②4.480%；

解析: