Question

【題目】單晶硅是信息產業中重要的基礎材料．通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁，硼，磷等雜質)．粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度450—500 ℃)，四氯化硅經提純后用氫氣還原可得高純硅。

氯氣的制�。�

(1)實驗室用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，若要制得干燥，純凈的氯氣，所需裝置的接口連接順序是 ___（填小寫字母）。

(2)寫出實驗室制取氯氣的離子方程式：____ 。

(3)裝置A中恒壓分液漏斗M與常用分液漏斗相比，其優點是 _____，裝置D的作用是____。

將上述方法制取的氯氣通入下圖裝置中可以制得四氯化硅。

[資料]

a．四氯化硅遇水極易水解

b．硼、鋁、鐵，磷在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物

c.有關物質的熔沸點見下表：

(4)裝置f中盛放的藥品是____，h瓶中左邊用粗導管導出物質的目的是____。

(5)從b瓶得到的液體中蒸餾出SiCl4，所需用到的儀器是 ___。

A．容量瓶 B．溫度計 C．冷凝管 D．分液漏斗

(6)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預處理，使鐵元素還原成Fe2＋，再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定，反應的離子方程式是：5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 。某同學稱取5.000 g殘留物，經預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－1KMnO4標準溶液滴定。達到滴定終點時，消耗標準溶液20.00mL，滴定終點的現象是____，殘留物中鐵元素的質量分數是_______。

Answer 1

【答案】 aedih MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 平衡氣壓，使液體順利流下 除去氯氣中的HCl氣體 堿石灰 防止導管堵塞 BC 溶液變為紅色，且半分鐘內不褪色（或淺紫色等） 4.48%

【解析】(1)實驗室用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，生成的氯氣中往往含有氯化氫和水蒸氣，若要制得干燥，純凈的氯氣，需要先用飽和的食鹽水除去氯化氫，再用濃硫酸干燥，所需裝置的接口連接順序為aedih，故答案為：aedih；

(2)實驗室制取氯氣的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，故答案為：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

(3)裝置A中恒壓分液漏斗M與常用分液漏斗相比，其優點是可以平衡氣壓，使液體順利流下，裝置D中的飽和食鹽水可以除去氯氣中的HCl氣體，故答案為：平衡氣壓，使液體順利流下；除去氯氣中的HCl氣體；

(4) 四氯化硅遇水極易水解，裝置f中盛放的藥品可以是堿石灰，防止外界空氣中的水蒸氣進入h，根據表格數據，四氯化硅沸點較低，容易凝華，h瓶中左邊用粗導管導出物質，可以防止導管堵塞，故答案為：堿石灰；防止導管堵塞；

(5)從b瓶得到的液體中蒸餾出SiCl4，所需用到的儀器有溫度計、冷凝管、蒸餾燒瓶、酒精燈等，故選BC；

(6)用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定，反應的離子方程式是：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，MnO4-轉變成Mn2+溶液顏色有紫色變成無色，KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定時，不需要指示劑，判斷是否達到滴定終點的方法為：當滴入最后一滴KMnO4溶液時，溶液顏色由無色變為紫色，且30秒不褪色，利用關系式法計算：

5Fe2+～～～～～～～～～MnO4-

4×10-3mol 1.000×10-2molL-1×0.02L×

鐵元素的質量為：4×10-3mol×56g/mol=2.24×10-1g，鐵元素的質量分數×100%=4.48%，故答案為：溶液變為紅色，且半分鐘內不褪色；4.48%。