Question

晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：
①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl₃：Si+3HCl

300℃  .

SiHCl₃+H₂
③SiHCl₃與過量H₂在1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl₃能與H₂O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃．
請回答下列問題：
（1）第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（2）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl₃（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量SiCl₄（沸點(diǎn)57.6℃）和HCl（沸點(diǎn)-84.7℃），提純SiHCl₃采用的方法為

 

．
（3）用SiHCl₃與過量H₂反應(yīng)制備純硅的裝置如圖（熱源及夾持裝置略去）：

①裝置B中的試劑是

 

．裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是

 

．
②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是

 

，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及

 

．
④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是

 

．
a．碘水         b．氯水    c．NaOH溶液    d．KSCN溶液     e．Na₂SO₃溶液．

Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅

專題：碳族元素

分析：（1）高溫下，SiO₂和C反應(yīng)生成Si和CO；
（2）沸點(diǎn)不同的液體可以采用蒸餾的方法分離；
（3）①濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑，防止SiHCl₃與H₂O強(qiáng)烈反應(yīng)；升高溫度能使SiHCl₃氣化；
②高溫條件下，SiHCl₃和H₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)而得到Si單質(zhì)；
③防止Si被氧化；
④向溶液中加入強(qiáng)氧化劑，然后加入KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子．

解答： 解：（1）高溫下，SiO₂和C反應(yīng)生成Si和CO，反應(yīng)方程式為 SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑，故答案為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；
（2）沸點(diǎn)不同的液體可以采用蒸餾的方法分離，這幾種物質(zhì)沸點(diǎn)不同，所以可以采用蒸餾的方法分離，故答案為：蒸餾；
（3）①為防止SiHCl₃與H₂O強(qiáng)烈反應(yīng)，需要干燥劑干燥氫氣，濃硫酸具有吸水性且不和氫氣反應(yīng)，所以可以作干燥劑；
升高溫度能使SiHCl₃氣化，從而使SiHCl₃和氫氣在D中反應(yīng)，
故答案為：濃硫酸；使滴入燒瓶中的SiHCl₃氣化；
②D中發(fā)生反應(yīng)，SiHCl₃+H₂

高溫  .

Si+3HCl，Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有固體物質(zhì)生成，故答案為：
有固體物質(zhì)生成； SiHCl₃+H₂

高溫  .

Si+3HCl；
③Si是親氧元素，為防止Si被氧化，需要排盡裝置中的空氣，故答案為：排盡裝置中的空氣；
④向溶液中加入強(qiáng)氧化劑，然后加入KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子，這幾種物質(zhì)中氯水具有強(qiáng)氧化性，故選bd．

點(diǎn)評：本題以Si的制取為載體考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)，涉及氧化還原反應(yīng)、基本操作、混合物的分離和提純等知識點(diǎn)，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，同時考查學(xué)生思維的縝密性，題目難度不大．