实验题  (10分)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。
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(10分)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【气体的净化、干燥、吸收与收集】

时间:2017-01-27 15:59:18

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实验题  (10分)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。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060707/o500ftd2zxb.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
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?????????????????????????????????????????
(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,反应的离子方程式来源:91考试网 91ExAm.org是:
5Fe2++MnO4-+8H+600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060707/ixgv3ply3no.png\" style=\"vertical-align:middle;\">5Fe3++Mn2++4H2O
①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5.000g残留物后,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1.000×10-2 mol/LKMnO4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??????????



实验题  (10分)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。
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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?????????????????????????????????????????
(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+600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060707/ixgv3ply3no.png\" style=\"vertical-align:middle;\">5Fe3++Mn2++4H2O
①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5.000g残留物后,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1.000×10-2 mol/LKMnO4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??????????

本题答案:(1)MnO2+4H++2Cl―600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http
本题解析:(1)A是氯气的发生装置,方程式为MnO2+4H++2Cl―600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060707/wjttest0iu4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)g导管能使内外压强相等,使液体顺利流出并防止漏气。四氯化硅遇水极易水解,所以和二氧化硅反应的氯气必须是干燥的,因此C中是浓硫酸,干燥氯气。由于产物SiCl4沸点低,需要冷凝收集。
(3)由于再加热的条件下,Al、P也能和氯气反应生成相应的氯化物,所以可能还含有的杂质元素是Al、P、Cl。
(4)①由于酸性高锰酸钾溶液是紫红色的,即KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点,所以不需要指示剂。
②根据方程式可知,溶液中含有的铁元素是600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060707/vlucfm3uthp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,所以残留物中铁元素的质量分数是0.224÷5×100%=4.480%。


本题所属考点:【气体的净化、干燥、吸收与收集】
本题难易程度:【一般】



Deeds, not words. 行动胜于空谈.

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