题目内容

4．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$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiHCl3+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）第①步制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（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采用的方法为分馏．
（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中的烧瓶需要水浴加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是石英管的内壁附有灰黑色晶体，装置D不能采用普通玻璃管的原因是高温下，普通玻璃会软化，装置D中发生反应的化学方程式为SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl．
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排尽装置中的空气．
④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bd．
a．碘水    b．氯水    c．Mg（OH）2固体    d．KSCN溶液     e．Na2SO3溶液．

分析 （1）高温下，碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳；
（2）根据题中数据，采用分馏方法提纯SiHCl3；
（3）①生成的氢气含有水蒸气，用浓H2SO4干燥；加热促使SiHCl3气化；
②SiHCl3和氢气反应有硅单质生成，根据硅的颜色判断D装置中的颜色变化；反应温度较高，普通玻璃会软化；SiHCl3和H2反应生成硅和氯化氢；
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，为防止安全事故的发生，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽；
④取少量产品于试管中加盐酸溶解，再滴加氯水和KSCN（aq），若出现红色说明含Fe，若不出现红色说明不含Fe．

解答 解：（1）高温下，碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，反应方程式为：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑； 
（2）SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过分馏除去杂质，
故答案为：分馏；
（3）①锌和稀硫酸的反应是放热反应，所以生成的氢气含有水蒸气，为干燥氢气，一般选用浓H2SO4干燥；气体的反应速率较大，所以加热的目的是使SiHCl3气化，
故答案为：浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3气化；
②高温下，SiHCl3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D装置中的现象是：石英管的内壁附有灰黑色晶体；由于高温下，普通玻璃会软化，所以使用石英玻璃；反应方程式为：SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl，
故答案为：石英管的内壁附有灰黑色晶体；高温下，普通玻璃会软化；SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl；
③氢气是可燃性气体，当氢气的量达到一定时易产生爆炸，为防止安全事故的发生，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽，
故答案为：排尽装置中的空气；
④铁能和酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，
故选bd．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，为高考的高频点，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握物质制备方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．

练习册系列答案
相关题目
14．在有碱存在下卤代烃与醇反应生成醚（R-O-R′）
R-X+R′-OH$→_{室温}^{ROH}$R-O-R′+HX
化合物A经下列四步反应可得到常见的溶剂四氢呋喃，反应框图如下：

请回答下列问题：
（1）1molA和1molH2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇Y，Y中碳元素的质量分数约为65%，则A的分子式为C4H8O．
（2）第①②步反应类型分别为①加成反应②取代法．
（3）化合物B具有的化学性质（填写字母代号）是ABC．
A．可发生氧化反应
B．强酸或强碱条件下均可发生消去反应
C．可发生酯化反应
D．催化条件下可发生加聚反应
（4）写出C与氢氧化钠水溶液反应的化学方程式+NaOH$→_{△}^{水}$+NaBr．
（5）四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体共有4种．
（6）已知，根据提示的信息，模仿以下提示的流程图设计合成路线，以苯酚为主要原料合成，标明每一步的反应物及反应条件（有机物写结构简式，其它原料自选）
15．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．98.3%的硫酸加入到稀氢氧化钡溶液中：H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ/mol
B．向Ca（OH）2溶液中加入少量NaHCO3溶液产生白色沉淀：Ca2++2OH-+2HCO3-═CaCO3↓+CO3-+2H2O
C．0.1mol/LNa2CO3溶液中滴入无色酚酞，溶液变红：CO32-+H2O═HCO3-+OH-
D．Na2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色：5SO32-+6H++2MnO4-═5SO42-+2Mn2++3H2O
12．密胺是重要的工业原料，结构简式如图．工业上用液氨和二氧化碳为原料，硅胶为催化剂，在一定条件下，通过系列反应生成密胺．若原料完全反应生成密胺，则NH3和CO2的质量之比应为（　　）
A．17：44B．22：17C．17：22D．2：1
19．常温下，下列关于电解质溶液的说法正确的是（　　）
A．将pH=4 CH3COOH溶液加水稀释10倍，溶液中各种离子浓度均减小
B．用 CH3COOH溶液滴定等物质的量浓度的NaOH溶液至中性，V（CH3COOH溶液）＜V（NaOH溶液）
C．向0.2 mol•L-1的盐酸溶液中加入等体积0.1 mol•L-1NH3•H2O溶液：c（Cl-）+c（OH-）═c（H+）+c（NH3•H2O）
D．在含0.1mol NaHSO4溶液中：c（H+）═c（SO42-）+c（OH-）
9．实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O．含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol•L-1的CH3COONa溶液，则两溶液中c（NO3-）、c（NO2-） 和c（CH3COO-） 由大到小的顺序为c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（CH3COO-）．
（已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol•L-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol•L-1）
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是bc．
a．向溶液A中加适量水     b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水     d．向溶液B中加适量NaOH．
16．下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐增大的顺序排列的是（　　）
A．K  Na  LiB．Al  Mg  NaC．N  O  CD．Cl  S  P
13．干电池原理如图所示，电池总反应为Zn+2NH4+═Zn2++2NH3↑+H2↑．下列说法正确的是（　　）
A．碳电极上发生还原反应
B．Zn极上发生还原反应
C．常见锌锰干电池为二次电池
D．负极上发生的反应为2NH4++2e-═2NH3↑+H2↑
14．下列实验操作中，现象和结论均正确的是（　　）
选项实验操作现象结论
A将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡后静置下层呈紫红色氧化性：Fe3+＞I2
B向稀硫酸中加入少量铁粉溶液变为黄色稀硫酸将Fe氧化成Fe3+
C向盛Na2SiO3 溶液的试管中滴加1滴酚酞溶液，然后逐滴加入稀盐酸至红色接近消失时停止，静置试管里出现凝胶非金属性：Cl＞Si
D葡萄糖溶液与新制的氢氧化铜混合加热有砖红色沉淀生成葡萄糖分子中有羟基
A．AB．BC．CD．D

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网