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+3HC1SiHCl3+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)①中制取粗硅的化学方程式:_____________________。

(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中的试剂是浓硫酸。装置C 中的烧瓶需要加热，其目的是____________。

②装置D中发生反应的化学方程式为____________。

③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.NaOH溶液 d.KSCN 溶液 e.Na2SO3

Answer 1

【答案】 SiO2+2CSi+2CO↑ 分馏（或蒸馏） 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 SiHCl3+H2Si+3HCl b、d

【解析】试题分析：本题考查粗硅的制备和提纯，Fe2+的检验，化学方程式的书写。

（1）高温下用碳还原SiO2生成Si和CO，反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑。

（2）由于SiHCl3和所含杂质SiCl4和HCl的沸点相差较大，分离沸点不同的液态混合物用分馏（或蒸馏），提纯SiHCl3采用的方法为分馏（或蒸馏）。

（3）装置A中Zn与稀硫酸反应制取H2，反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

①装置A中制得的H2中混有H2O（g），SiHCl3能与水强烈反应，装置B中浓硫酸的作用是干燥H2。根据题意SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅，SiHCl3的沸点为33.0℃，装置C中的烧瓶需要加热的目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化。

②装置D中SiHCl3与过量H2反应生成Si和HCl，反应的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl。

③产品硅中若含有微量铁单质，试样用稀盐酸溶解，Fe与稀盐酸反应生成FeCl2和H2，只要检验上层清液中是否含Fe2+即可判断产品中是否含铁单质，检验Fe2+选用氯水和KSCN溶液。实验方法是：将试样用稀盐酸溶解，取上层清液加入KSCN溶液，再加入氯水，若溶液变红，说明试样中含铁单质；相关反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑、Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；答案选b、d。