Question

（16分）

單晶硅是信息產業中重要的基礎材料。通常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。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。

相關信息如下：

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．有關物質的物理常數見下表：

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

 

請回答下列問題：

(1)寫出裝置A中發生反應的離子方程式______________。

(2)裝置A中g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瓶收集到的粗產物可通過精餾（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雜質元素是______________（填寫元素符號）。

(4)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

①滴定前是否要滴加指示劑？_________（填 “是”或“否”），請說明理由__________。

②某同學稱取5.000g殘留物后，所處理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000×10^-2mol·L^-1KMnO₄標準溶液滴定。達到滴定終點時，消耗標準溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質量分數是________________。

 

Answer 1

【答案】

（16分）

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

（2）平衡壓強,使濃鹽酸能順利流下   2分   濃硫酸 2分  使SiCl₄冷凝2分

（3）Al、P、Cl      2分

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

【解析】略