Question

【题目】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1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。

已知SiHCl3能与H2O剧烈反应，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)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)：

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，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_______________________________________。

Answer 1

【答案】(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化

②有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3+H2Si+3HCl

③排尽装置中的空气

【解析】(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的方法制得，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。

(2)①因SiHCl3与水剧烈反应，故A中产生的H2必须干燥，B中液体为浓硫酸，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②制取纯硅的反应条件为1 000～1 100 ℃，此温度下普通玻璃易软化。③因高温下H2与O2易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。