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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭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.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;
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瓶需要冷却的理由是________________________________________。
(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,使铁元素还原成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
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,经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1.000×102 mol·L1 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________。
(1)MnO2+4H+2Cl Mn2+Cl2↑+2H2O
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝 (3)Al、P、Cl
(4)①否 KMnO4溶液自身可作指示剂 ②4.480%
(1)A装置是制备Cl2的,注意要求写的是MnO2与浓盐酸的“离子方程式”。
(2)装置A中“g”管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致,便于液体顺利滴下”,简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置,除去Cl2中的HCl气体,C就是干燥装置。干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450~500 ℃,此时SiCl4是气体,而题目表格中SiCl4通常应是液态的,故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4
(3)根据已知条件AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在,注意要先答上Cl,容易遗漏。
(4)①由于紫色的KMnO4溶液反应后颜色会褪去,所以不用滴加指示剂。
②根据KMnO4的用量计算出Fe2的用量,再算其质量分数,属于典型的常见计算,略。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

将200mL稀硝酸与6.4g的铜粉在微热的条件下充分反应,还原产物为NO,经测定NO的体积为1.12L(标准状况).
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:______
(2)求出该硝酸溶液中HNO3的物质的量浓度及参加反应的铜的质量;
(3)现用12.5mol?L-1的浓硝酸来配制500mL该稀硝酸.可供选择的仪器有:
①玻璃棒②烧瓶③烧杯④胶头滴管⑤量筒⑥托盘天平⑦药匙.上述仪器中,配制时不需要使用的仪器有______(填代号),还缺少的一种仪器是______.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列化学物质在实际生产生活和科技等方面的应用不正确的是
A.测定NaOH熔点时,可以将NaOH放入石英坩埚中高温加热
B.石英砂可以用于制取高纯度的硅,硅是将太阳能转化为电能的常用材料
C.因为氨易液化,液氨在气化时会吸收大量的热量,所以液氨可作制冷剂
D.硫酸和硝酸都是重要的工业原料,工业上可用于制化肥、农药和炸药

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

实验探究:探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱
根据要求完成下列各小题
(1)实验装置:

填写所示仪器名称A            B           
(2)实验步骤:
连接仪器、            、加药品后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热
(3)问题探究:(已知酸性强弱:亚硫酸 >碳酸)
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是                    ;装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是             
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是         
③依据试管D中的实验现象,能否证明硫元素的非金属性强于碳元素的非金属性        (填“能”或“否”),试管D中发生反应的离子方程式是                        

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

青石棉(crocidolite)是一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是(  )
A.青石棉是一种硅酸盐产品
B.青石棉中含有一定量的石英晶体
C.青石棉的化学组成可表示为:Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D.1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

在制玻璃的原料中,再加入下列物质后,可制得各种不同用途的玻璃:
A.氧化亚铜(Cu2O)B.氧化钴(Co2O3)
C.氧化铅(PbO)D.硼砂(Na2B4O7·10H2O)
(1)制造化学仪器的玻璃需加入的物质是______。
(2)制造光学仪器的玻璃需加入的物质是______。
(3)制造蓝色玻璃需加入的物质是____________。
(4)制造红色玻璃需加入的物质是____________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

硅及其化合物对人类现代文明的发展具有特殊贡献。请回答下列有关问题:
(1)硅原子的结构示意图:________。
(2)下列物品或设备所用的材料属于硅酸盐的是________。
①长江三峡水泥大坝 ②石英光导纤维 ③陶瓷坩埚
④普通玻璃 ⑤硅太阳能电池
A.①②⑤B.③④⑤C.②③④D.①③④
(3)常温下,SiCl4为液态,沸点为57.6 ℃,在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质,若要得到高纯度SiCl4,应采用的方法是________;用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因:________________________________

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。下列说法正确的是(  )
A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物
B.SiO2和Si都是光导纤维材料
C.在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效
D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法错误的是(  )
A.制造水泥和玻璃都用到的原料是CaCO3
B.为了调节水泥的硬化速度,制造水泥时需要加入石膏
C.当水泥、沙子与水调成水泥浆时,水泥浆对皮肤有腐蚀作用,这是因为水泥浆呈较强的碱性
D.水泥、玻璃、陶瓷都是混合物,具有较高的熔点

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