單晶硅是資訊產業中重要的基礎材料。通常用炭在高溫下還原二氧化硅製得粗硅(含鐵、鋁、硼、*等雜質),粗硅與*氣反...
問題詳情:
單晶硅是資訊產業中重要的基礎材料。通常用炭在高溫下還原二氧化硅製得粗硅(含鐵、鋁、硼、*等雜質),粗硅與*氣反應生成四*化硅(反應溫度450~500℃),四*化硅經提純後用*氣還原可得高純硅。以下是實驗室製備四*化硅的裝置示意圖。
相關資訊如下:
①四*化硅遇水極易水解;
②硼、鋁、鐵、*在高溫下均能與*氣直接反應生成相應的*化物;
③有關物質的物理常數見下表:
物質 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
沸點/℃ | 57.7 | 12.8 | — | 315 | — |
熔點/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | — |
昇華溫度/℃ | — | — | 180 | 300 | 162 |
請回答下列問題:
(1)寫出裝置A中發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透過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四*化硅,精餾後的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質元素是 (填寫元素符號)。
(4)爲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**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
。
②某同學稱取5.000g殘留物後,經預處理後在容量瓶中配製成100 mL溶液,移取25.00 mL試樣溶液,用1.000×10-2 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是 。
【回答】
(1)MnO2+4H++2Cl—Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)平衡壓強,使液體順利流出並防止漏氣;濃硫*;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*可指示反應終點;②4.480%;
知識點:電離平衡單元測試
題型:實驗,探究題