Question

4．作为推行“低碳经济”的重要科技进步成果．太阳能光伏发电成为上海世博会的“亮点”．太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，生产高纯硅的流程示意图如下：

（1）写出从粗硅到SiHCl₃的化学方程式Si+3HCl═SiHCl₃+H₂．
（2）“精馏”也是蒸馏的一种形式．通过蒸馏可把液体混合物分离开，原理是利用混合物各成分的沸点（填“熔点”或“沸点”）不同．
（3）整个制备过程必须达到无水无氧．在H₂还原SiHCl₃，过程中若混入O₂，可能引起的后果是硅被氧化得不到高纯硅；发生爆炸．
（4）为了达到资源综合利用的目的，上述生产流程中某些物质可循环使用，这些物质是H₂、HCl（填化学式）．
（5）石英砂的主要成分是SiO₂，含有少量杂质Al₂O₃．若要除去石英砂中少量的杂质，可选用的试剂是HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律及提示来书写化学方程式；
（2）用蒸馏法分离液态混合物，要求各组份的沸点不相同；
（3）根据氢气与氧气反应的情况和Si与氧气反应的情况考虑；
（4）对照流程图和物质A，进行分析即可；
（5）根据氧化铝的性质来选择合适的试剂进行除杂．

解答 解：（1）粗硅和HCl反应，生成SiHCl₃，同时还生成H₂，反应的方程式为：Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）蒸馏可把液体混合物分离，原理是利用混合物各成分的沸点不同；
（3）在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，还原出的Si会被再次氧化，得不到纯净的Si，氢气与氧气会发生反应并放出大量热量，会引起爆炸．故整个制备过程必须达到无水无氧；
（4）根据生产流程中可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高纯硅是两个相反的过程，因此，这些过程中，H₂、HCl可以循环使用；
（5）氧化铝可以和酸反应，而二氧化硅不能和酸反应，故可以用酸来除去二氧化硅中的氧化铝；
故答案为：（1）Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）沸点；
（3）硅被氧化得不到高纯硅；发生爆炸；
（4）H₂、HCl；
（5）HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄；

点评 此题主要是考查学生的综合分析能力，不但要求学生具备有关物质的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．