Question

【題目】單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)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(zhì))．粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450—500 ℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。

氯氣的制取：

(1)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yōu)點(diǎn)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(yīng)生成相應(yīng)的氯化物

c.有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)見下表：

(4)裝置f中盛放的藥品是____，h瓶中左邊用粗導(dǎo)管導(dǎo)出物質(zhì)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(jì) 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(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2＋，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是：5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 。某同學(xué)稱取5.000 g殘留物，經(jīng)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____，殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dǎo)管堵塞 BC 溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不褪色（或淺紫色等） 4.48%

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)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?yàn)?/span>aedih，故答案為：aedih；

(2)實(shí)驗(yàn)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(yōu)點(diǎn)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(jìn)入h，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，四氯化硅沸點(diǎn)較低，容易凝華，h瓶中左邊用粗導(dǎo)管導(dǎo)出物質(zhì)，可以防止導(dǎo)管堵塞，故答案為：堿石灰；防止導(dǎo)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(jì)、冷凝管、蒸餾燒瓶、酒精燈等，故選BC；

(6)用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，MnO4-轉(zhuǎn)變成Mn2+溶液顏色有紫色變成無色，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定時(shí)，不需要指示劑，判斷是否達(dá)到滴定終點(diǎn)的方法為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4溶液時(shí)，溶液顏色由無色變?yōu)樽仙�，�?/span>30秒不褪色，利用關(guān)系式法計(jì)算：

5Fe2+～～～～～～～～～MnO4-

4×10-3mol 1.000×10-2molL-1×0.02L×

鐵元素的質(zhì)量為：4×10-3mol×56g/mol=2.24×10-1g，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×100%=4.48%，故答案為：溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不褪色；4.48%。