Question

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl₃：Si+3HClSiHCl₃+H₂

③SiHCl₃与过量H₂在1000℃～1100℃反应制得纯硅

已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为__________________。

（2）粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl₃（沸点33.0℃）中含有少量SiCl₄

（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl₃采用的方法为_______________。

（3）用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是______。装置C中的烧瓶需要水浴加热，其目的是_____________。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是____________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________，装置D中发生反应的化学方程式为_________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是___________。

a.碘水    b．氯水    c．Mg（OH）₂ 固体    d．KSCN溶液     e．Na₂SO₃溶液

Answer

（1）SiO2+2CSi+2CO↑ （2）蒸馏

（3）①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化 ②有固体物质生成 在高温下，普通玻璃会软化 SiHCl3+H2Si+3HCl ③排尽装置中的空气 ④bd

【解析】

试题分析：（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；

（2）可以利用沸点的不同提纯SiHCl3，操作为蒸馏；

（3）①装置B中的试剂是浓硫酸，装置C需水浴加热，目的是使SiHCl3气化；

②SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，装置D不能采用普通玻璃管，温度太高，普通玻璃管易熔化，装置D中发生反应的化学方程式为：SiHCl3+H2Si+3HCl；现象为有固体物质生成；

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气；

④铁和稀盐酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，答案选bd。

考点：实验方案的设计