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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\(\rm{(}\)含铁、铝、硼、磷等杂质\(\rm{)}\),粗硅与氯气反应生成四氯化硅\(\rm{(}\)反应温度\(\rm{450~500 ℃)}\),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。
相关信息如下:
\(\rm{a.}\)四氯化硅遇水极易水解;
\(\rm{b.}\)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;
\(\rm{c.}\)有关物质的物理常数见下表:
物质 | \(\rm{SiCl_{4}}\) | \(\rm{BCl_{3}}\) | \(\rm{AlCl_{3}}\) | \(\rm{FeCl_{3}}\) | \(\rm{PCl}\) |
沸点\(\rm{/℃}\) | \(\rm{57.7}\) | \(\rm{12.8}\) | \(\rm{-}\) | \(\rm{315}\) | \(\rm{-}\) |
熔点\(\rm{/℃}\) | \(\rm{-70.0}\) | \(\rm{-107.2}\) | \(\rm{-}\) | \(\rm{-}\) | \(\rm{-}\) |
升华温度\(\rm{/℃}\) | \(\rm{-}\) | \(\rm{-}\) | \(\rm{180}\) | \(\rm{300}\) | \(\rm{162}\) |
请回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)写出装置\(\rm{A}\)中发生反应的离子方程式:_______________________________________________________________________。
\(\rm{(2)}\)装置\(\rm{A}\)中\(\rm{g}\)管的作用是_________;装置\(\rm{C}\)中的试剂是________;装置\(\rm{E}\)中的\(\rm{h}\)瓶需要冷却的理由是___________________________________________________。
\(\rm{(3)}\)装置\(\rm{E}\)中\(\rm{h}\)瓶收集到的粗产物可通过精馏\(\rm{(}\)类似多次蒸馏\(\rm{)}\)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________\(\rm{(}\)填写元素符号\(\rm{)}\)。
\(\rm{(4)}\)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\(\rm{Fe}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\),再用\(\rm{KMnO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为\(\rm{5Fe}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)\(\rm{+MnO}\)\(\rm{\rlap{_{4}}{^{-}}}\)\(\rm{+8H}\)\(\rm{{\,\!}^{+}}\)\(\rm{═5Fe}\)\(\rm{{\,\!}^{3+}}\)\(\rm{+Mn}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)\(\rm{+4H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)。
\(\rm{①}\)滴定前是否需要滴加指示剂?__________\(\rm{(}\)填“是”或“否”\(\rm{)}\),请说明理由:__________________________________________________________________。
\(\rm{②}\)某同学称取\(\rm{5.000 g}\)残留物,经预处理后在容量瓶中配制成\(\rm{100 mL}\)溶液,移取\(\rm{25.00 mL}\)试样溶液,用\(\rm{1.000×10}\)\(\rm{{\,\!}^{-2}}\) \(\rm{mol·L}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\) \(\rm{KMnO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液\(\rm{20.00 mL}\),则残留物中铁元素的质量分数是________。