题目内容
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＋3HCl
SiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃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___________________________________________________________。
(1)SiO2＋2C
Si＋2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体生成 在该反应温度下，普通玻璃会软化
SiHCl3＋H2
Si＋3HCl
③排尽装置内的空气
【解析】分离沸点不同的液体的方法是分馏，根据题干“SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃”可知道H2的作用之一就是排尽装置内空气，防止SiHCl3自燃，而此处的H2必须是干燥的，可知B的作用就是干燥H2，所以选用浓硫酸。由于通入D中应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流，所以C装置需要加热，并且是水浴加热，由D装置应加热到1 000～1 100 ℃，所以必须用石英管。
阅读快车系列答案分析以下两个案例，回答后面问题。
(1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。
地点 项目 | W | X | Y | Z |
水温/℃ | 15 | 18 | 26 | 25 |
pH | 6 | 8 | 5 | 5 |
溶解氧量/(mg·L－1) | 11 | 9 | 7 | 3 |
①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______________________________；
②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是_________________________。
(2)某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3、还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。据此确定上图中相应工厂的名称A________、B________、C________、D________；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式_____________________________________________________________；
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有____________(列举2种即可)。