12.(2010·山师附中月考题)2008年11月10日新浪网报道,瑞士环游世界的太阳能飞机“太阳脉动号”进行首次试飞。硅是太阳能电池的重要材料,制取精硅的主要化学反应如下:
村料一 SiCl4熔点为-70℃,沸点为57.6℃,在潮湿的空气中发生水解反应:SiCl4+4H2O===H4SiO4+4HCl。
材料二 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:
步骤一:高温下,用碳还原二氧化硅制得粗硅。
步骤二:粗硅与干燥的氯气反应制取四氯化硅:Si+2Cl2SiCl4。
步骤三:在1 000℃-1 100℃时四氯化硅被氢气还原制得纯硅:SiCl4+2H2Si+4HCl。
下面是制取纯硅的实验装置(热源及夹持装置均略去):

请你分析下列问题:
(1)为使四氯化硅从装置B中逸出与氢气充分混合,应采取的措施是________ _______________________________________________________________。
(2)装置C不采用普通玻璃管的原因是_____________
_________________________________________________________。
(3)如果从A中直接快速向B中通入气体,可能观察到的现象是________ _______________________________________________________________。
(4)为了防止空气污染,含有四氯化硅的尾气要通入盛有________溶液的烧杯中,反应的化学方程式为______________________________________________________
_______________。
(5)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,还应对该装置进行改进的是___________________________________
____________________________________。
解析:本题主要考查制取纯硅过程中氢气还原四氯化硅的实验,解题过程中要充分利用题干所给信息,去考虑装置的设计、优化所应采取的措施。如四氯化硅沸点低(57.6℃),故要使其逸出烧瓶与氢气反应,则需对装置B进行水浴加热,且用温度计控制温度在57.6℃左右。由于氢气还原四氧化硅是在1 000-1
100℃的高温下进行的,在此温度下普通玻璃管会软化,故需用石英玻璃管。由于四氯化硅易水解生成硅酸和氯化氢,不难想到尾气应通入氢氧化钠溶液中。而氢气从A逸出时会带出水蒸气,使B中四氯化硅发生水解影响实验,所以应在A、B之间加一个干燥装置。若快速向B中通入含有水蒸气的氢气,少量的四氯化硅会发生水解生成硅酸和氯化氢,氯化氢在液面上形成白雾。
答案:(1)对装置B水浴加热,且用温度计控制温度在57.6℃左右
(2)在1 000℃-1 100℃时普通玻璃管会软化
(3)B中液面上方产生少量白雾,液体中有少量白色胶状物生成
(4)氢氧化钠 SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(5)在装置A与B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或装有碱石灰的干燥管)
