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單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎材料。通常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(jīng)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。
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082412364426415063.jpg)
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
| 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(chǎn)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Fe
2+,再用KMnO
4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:
5Fe
2++MnO
4-+8H
+=5Fe
3++Mn
2++4H
2O
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,所處理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL試樣溶液,用1.000×10
-2mol·L
-1KMnO
4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________________。