Question

【题目】单晶硅是信息产业中重要的基础材料．通常用碳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。

氯气的制取：

(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气，若要制得干燥，纯净的氯气，所需装置的接口连接顺序是 ___（填小写字母）。

(2)写出实验室制取氯气的离子方程式：____ 。

(3)装置A中恒压分液漏斗M与常用分液漏斗相比，其优点是 _____，装置D的作用是____。

将上述方法制取的氯气通入下图装置中可以制得四氯化硅。

[资料]

a．四氯化硅遇水极易水解

b．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

c.有关物质的熔沸点见下表：

(4)装置f中盛放的药品是____，h瓶中左边用粗导管导出物质的目的是____。

(5)从b瓶得到的液体中蒸馏出SiCl4，所需用到的仪器是 ___。

A．容量瓶 B．温度计 C．冷凝管 D．分液漏斗

(6)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＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 。某同学称取5.000 g残留物，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·L－1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，滴定终点的现象是____，残留物中铁元素的质量分数是_______。

Answer 1

【答案】 aedih MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 平衡气压，使液体顺利流下 除去氯气中的HCl气体 碱石灰 防止导管堵塞 BC 溶液变为红色，且半分钟内不褪色（或浅紫色等） 4.48%

【解析】(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气，生成的氯气中往往含有氯化氢和水蒸气，若要制得干燥，纯净的氯气，需要先用饱和的食盐水除去氯化氢，再用浓硫酸干燥，所需装置的接口连接顺序为aedih，故答案为：aedih；

(2)实验室制取氯气的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，故答案为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

(3)装置A中恒压分液漏斗M与常用分液漏斗相比，其优点是可以平衡气压，使液体顺利流下，装置D中的饱和食盐水可以除去氯气中的HCl气体，故答案为：平衡气压，使液体顺利流下；除去氯气中的HCl气体；

(4) 四氯化硅遇水极易水解，装置f中盛放的药品可以是碱石灰，防止外界空气中的水蒸气进入h，根据表格数据，四氯化硅沸点较低，容易凝华，h瓶中左边用粗导管导出物质，可以防止导管堵塞，故答案为：碱石灰；防止导管堵塞；

(5)从b瓶得到的液体中蒸馏出SiCl4，所需用到的仪器有温度计、冷凝管、蒸馏烧瓶、酒精灯等，故选BC；

(6)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+=5Fe3++Mn2++4H2O，MnO4-转变成Mn2+溶液颜色有紫色变成无色，KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时，不需要指示剂，判断是否达到滴定终点的方法为：当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液颜色由无色变为紫色，且30秒不褪色，利用关系式法计算：

5Fe2+～～～～～～～～～MnO4-

4×10-3mol 1.000×10-2molL-1×0.02L×

铁元素的质量为：4×10-3mol×56g/mol=2.24×10-1g，铁元素的质量分数×100%=4.48%，故答案为：溶液变为红色，且半分钟内不褪色；4.48%。