Question

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

300℃  .

SiHCl₃+H₂
③SiHCl₃与过量H₂在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

 

．
（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图（热源及夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是

 

．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是

 

．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是

 

，装置D中发生反应的化学方程式为

 

．
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

 

．
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

 

．
a．碘水         b．氯水    c．NaOH溶液    d．KSCN溶液     e．Na₂SO₃溶液．

Answer 1

考点：硅和二氧化硅

专题：碳族元素

分析：（1）高温下，SiO₂和C反应生成Si和CO；
（2）沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离；
（3）①浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，防止SiHCl₃与H₂O强烈反应；升高温度能使SiHCl₃气化；
②高温条件下，SiHCl₃和H₂发生氧化还原反应而得到Si单质；
③防止Si被氧化；
④向溶液中加入强氧化剂，然后加入KSCN溶液检验铁离子．

解答： 解：（1）高温下，SiO₂和C反应生成Si和CO，反应方程式为 SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑，故答案为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑；
（2）沸点不同的液体可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以可以采用蒸馏的方法分离，故答案为：蒸馏；
（3）①为防止SiHCl₃与H₂O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以可以作干燥剂；
升高温度能使SiHCl₃气化，从而使SiHCl₃和氢气在D中反应，
故答案为：浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl₃气化；
②D中发生反应，SiHCl₃+H₂

高温  .

Si+3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成，故答案为：
有固体物质生成； SiHCl₃+H₂

高温  .

Si+3HCl；
③Si是亲氧元素，为防止Si被氧化，需要排尽装置中的空气，故答案为：排尽装置中的空气；
④向溶液中加入强氧化剂，然后加入KSCN溶液检验铁离子，这几种物质中氯水具有强氧化性，故选bd．

点评：本题以Si的制取为载体考查化学实验，涉及氧化还原反应、基本操作、混合物的分离和提纯等知识点，明确反应原理是解本题关键，再结合物质的性质分析解答，同时考查学生思维的缜密性，题目难度不大．