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(10分)單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料。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),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:

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生成相應的氯化物;

③有關物質的物理常數(shù)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(fā)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+8H5Fe3+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,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1.000×102 mol/L KMnO4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(shù)是           。

 

【答案】

(1)MnO2+4H+2ClMn2+Cl2↑+2H2O;

(2)平衡壓強,使液體順利流出并防止漏氣;濃硫酸;產物SiCl4沸點低,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終點;②4.480%;

【解析】(1)A是氯氣的發(fā)生裝置,方程式為MnO2+4H+2ClMn2+Cl2↑+2H2O。

(2)g導管能使內外壓強相等,使液體順利流出并防止漏氣。四氯化硅遇水極易水解,所以和二氧化硅反應的氯氣必須是干燥的,因此C中是濃硫酸,干燥氯氣。由于產物SiCl4沸點低,需要冷凝收集。

(3)由于再加熱的條件下,Al、P也能和氯氣反應生成相應的氯化物,所以可能還含有的雜質元素是Al、P、Cl。

(4)①由于酸性高錳酸鉀溶液是紫紅色的,即KMnO4溶液的紫紅色可指示反應終點,所以不需要指示劑。

②根據(jù)方程式可知,溶液中含有的鐵元素是,所以殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是0.224÷5×100%=4.480%。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2009?浙江)單晶硅是信息產業(yè)中重要的基礎材料.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),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: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生成相應的氯化物;
③有關物質的物理常數(shù)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(fā)生反應的離子方程式
MnO2+4H++2Cl-
 加熱 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
 加熱 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)裝置A中g管的作用是
平衡壓強,使液體順利流出并防止漏氣
平衡壓強,使液體順利流出并防止漏氣
;裝置C中的試劑是
濃硫酸
濃硫酸
;
裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是
產物SiCl4沸點低,需要冷凝收集
產物SiCl4沸點低,需要冷凝收集

(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
Al、P、Cl
Al、P、Cl
(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
KMnO4溶液的紫紅色可指示反應終點
KMnO4溶液的紫紅色可指示反應終點

②某同學稱取5.000g殘留物后,經預處理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL試樣溶液,用1.000×10-2 mol/LKMnO4標準溶液滴定.達到滴定終點時,消耗標準溶液20.00mL,則殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是
4.480%
4.480%

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

單晶硅是信息產業(yè)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。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(shù)見下表:

物質

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl下標5

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(fā)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++MnO-4+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5.000 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-1 KMnO4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(shù)是________________。

 

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科目:高中化學 來源: 題型:

單晶硅是信息產業(yè)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、硫、磷等雜質),粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度450-500°C),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(shù)見下表:

請回答下列問題:

(1)寫出裝置A中發(fā)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,是鐵元素還原成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:

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,預處理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,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20.00ml,則殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是           。

 

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科目:高中化學 來源: 題型:

單晶硅是信息產業(yè)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、硫、磷等雜質),粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度450-500°C),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(shù)見下表:

請回答下列問題:www.ks5.u.com

(1)寫出裝置A中發(fā)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,是鐵元素還原成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:

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,預處理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,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20.00ml,則殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是           。

 

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