(2009?浙江)单晶硅是信息产业中重要的基础材料.通常用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:①四氯化硅遇水极易水解;
②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;
③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
MnO
2+4H
++2Cl
-Mn
2++Cl
2↑+2H
2O
MnO
2+4H
++2Cl
-Mn
2++Cl
2↑+2H
2O
.
(2)装置A中g管的作用是
平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气
平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气
;装置C中的试剂是
浓硫酸
浓硫酸
;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是
产物SiCl4沸点低,需要冷凝收集
产物SiCl4沸点低,需要冷凝收集
.
(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
Al、P、Cl
Al、P、Cl
(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Fe
2+,再用KMnO
4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:5Fe
2++MnO
4-+8H
+=5Fe
3++Mn
2++4H
2O
①滴定前是否要滴加指示剂?
否
否
(填“是”或“否”),请说明理由
KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点
KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点
.
②某同学称取5.000g残留物后,经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL试样溶液,用1.000×10
-2 mol/LKMnO
4标准溶液滴定.达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是
4.480%
4.480%
.