(15分)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 。
答案(1)MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ + Cl2↑ + 2H2Owww.ks5.u.com
(2)平衡壓強 濃硫酸 使SiCl4 冷凝
(3)Al、P、Cl
(4)①否;KMnO4溶液自身可作指示劑;
②4.480%
【解析】制備四氯化硅的原料為Cl2和Si。A裝置為Cl2的制備裝置,B、C裝置為除雜裝置。先用B除去HCl,再用C(濃H2SO4)除去H2O蒸氣。Cl2通入粗硅中反應,用冷水將產生SiCl4冷凝即可。(1)制取氯氣用濃鹽酸和MnO2在加熱條件下反應。(2)g管是將分液漏斗與燒瓶相連,則它們中的壓強是相待的,這樣便于鹽酸能順利滴下。SiCl4的沸點很低,只有57.7℃,而反應的溫度達幾百度,故需要冷凝收集。(3)從物質的物理性質表可發(fā)現(xiàn),AlCl3,FeCl3和PCl5均易升華,故還應還有Al、P、Cl元素。(4)由于高錳酸鉀本身是紫紅色的,與Fe2+反應時,可以褪色,故而可以作為指示劑。根據方程式可以找出關系,5Fe2+~MnO4- ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。
科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
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 |
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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
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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科目:高中化學 來源:2013屆安徽省高三第一次統(tǒng)考化學試卷(解析版) 題型:實驗題
(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-+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1.000×10-2 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(shù)是 。
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