Question

【题目】三氯硅烷(SiHCl3)在空气中极易燃烧，易与水反应生成两种酸，主要用于生产多晶硅、硅油等，熔点为-134℃、沸点为31.8℃。已知氯化氢气体在加热条件下可与单质硅反应得到三氯硅烷，某同学利用如图装置制备一定量的三氯硅烷(加热装置均省略)。

（1）制备HCl气体的方法之一是将浓硫酸与浓盐酸混合，下列性质与制备原理无关的是______(填字母)，B装置的作用是_________________，冰盐水的作用是_________________

A.浓硫酸具有脱水性 B.浓硫酸具有吸水性

C.盐酸具有挥发性 D.气体的溶解度随温度升高而降低

（2）实验开始后，首先要通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热，目的是：①排出装置中空气，防止硅与氧气反应，② _____________________。该套实验装置有两处明显的错误：①E中会产生倒吸，② ____________________。E装置的用途是_______________________。

（3）加热条件下，C中发生的是置换反应，相应的化学方程式为________________________。

（4）制得的SiHCl3中含有少量SiCl4(沸点为57.6℃)，提纯SiHCl3采用的适宜方法为__________，收集SiHCl3时温度应控制在_____________。

（5）设计一个实验证明C中产生的气体是H2：_______________________________。

Answer 1

【答案】 除去HCl气体中的水蒸气 冷却生成的SiHCl3，使其液化，以便收集 防止生成的SiHCl3与氧气反应 D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置 吸收HCl气体，防止其污染空气 Si+3HClSiHCl3+H2； 蒸馏 31.8℃ 点燃E装置出口处的气体，气体能燃烧产生淡蓝色火焰，将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有水珠

【解析】

（1）实验室将浓盐酸与浓硫酸混合制备HCl气体是利用难挥发性酸制备易挥发性酸，且浓硫酸具有吸水性，吸水放热，据此分析判断；B装置为干燥管，可除去水蒸气；冰盐水可降低环境温度，使SiHCl3液化；

（2）实验开始后，要先通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热，可排出装置中空气，防止硅与氧气反应，还可防止生成的SiHCl3与氧气反应；装置中的错误为：E中会产生倒吸，D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置；E为尾气吸收装置，可吸收没有反应掉的HCl；

（3）加热条件下，C中Si与HCl反应生成SiHCl3和H2；

（4）SiHCl3的沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃，根据沸点的不同进行分离并收集SiHCl3；

（5）根据氢气燃烧时的实验现象验证H2的存在。

（1）实验室将浓盐酸与浓硫酸混合制备HCl气体是利用难挥发性酸制备易挥发性酸，且浓硫酸具有吸水性，吸水放热，因此与制备原理无关的是A；B装置为干燥管，可除去HCl气体中的水蒸气；冰盐水可降低环境温度，使SiHCl3液化冷却生成的SiHCl3，使其液化，以便收集；

（2）实验开始后，要先通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热，可排出装置中的空气，防止硅与空气中的氧气发生反应，还可防止生成的SiHCl3与氧气发生反应；装置中E中会产生倒吸，D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置；E为尾气吸收装置，可吸收没有反应掉的HCl,f防止污染空气；

（3）加热条件下，C中Si与HCl反应生成SiHCl3和H2，反应方程式为：Si+3HClSiHCl3+H2；

（4）SiHCl3的沸点为31.8℃，SiCl4的沸点为57.6℃，二者的沸点有差异，可用蒸馏的方法进行分离；SiHCl3的沸点为31.8℃，因此收集SiHCl3时温度应控制在31.8℃；

（5）氢气燃烧时，发出淡蓝色火焰，得到的产物为水，因此了利用氢气燃烧时的实验现象验证H2的存在，具体步骤为：点燃E装置出口处的气体，气体能燃烧产生淡蓝色火焰，将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有水珠。