题目内容

15．硅是信息高速公路的基石，通常以硅石（SiO2＞99.0%、还有少量的Al2O3、Fe2O3等）为主要原料制备，主要流程如图所示．

（1）从硅石中得到粗硅的化学方程式是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，粗硅含有的杂质有铝、铁等．
（2）二氧化硅与焦炭在高温下也能得到一种硬度仅次于金刚石的物质金刚砂（化学式为SiC，Si为+4价），原理是SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑，该反应中的氧化剂是碳．
（3）若A是氯气，B是四氯化硅，精馏得到纯净SiCl4，温度应控制的范围是a（填序号）．
物质SiCl4SiHCl3FeCl3AlCl3
熔点/℃-70-128.2306--
沸点/℃57.631.85315181  升华
a.55～60℃b.180～200℃c.300～320℃
则精馏分离出的杂质成分是FeCl3、AlCl3．
（4）若A是HCl，B是SiHCl3，生产过程中可循环利用的物质是HCl．

分析 向硅石（SiO2＞99.0%、还有少量的Al2O3、Fe2O3等）中加焦炭，主要发生反应SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，同时焦炭将Al2O3、Fe2O3还原为单质铝和铁，向粗硅通A，则得到SiCl4、FeCl3、AlCl3，再控制温度精馏得到B：SiCl4，若A是HCl，B是SiHCl3，通入氢气得到高纯硅，据此分析解答．

解答 解：（1）从硅石中得到粗硅的化学方程式是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，同时焦炭将Al2O3、Fe2O3还原为单质铝和铁；
故答案为：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；铁；
（2）反应SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑，C的化合价有升高到二氧化碳，也有降低到SiC，说明C既做氧化剂也做还原剂；
故答案为：碳；
（3）若A是氯气，B是四氯化硅，精馏得到纯净SiCl4，从表中数据可知，控制温度55～60℃时，SiCl4与 FeCl3、AlCl3分离；
故答案为：a；FeCl3、AlCl3；
（4）若A是HCl，B是SiHCl3，向B中通氢气发生反应SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;温度2\;}}{\;}$Si+3HCl，HCl可循环利用，故答案为：HCl．

点评 本题考查了学生的综合分析能力，要求学生具备有关物质的基础知识，有解决实验问题的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
 H2 SO2 H2 SO2
 容器Ⅰ 300 0.3 0.1/ 0.02
 容器Ⅱ 300 0.6 0.2//
 容器Ⅲ 240 0.3 0.1/0.01
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