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$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．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$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$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2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+Si．
（2）粗硅与HCl反映完全后，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采用的方法为蒸馏．进行此实验时，需要的仪器有蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶（加热和夹持仪器除外）．
（3）为了保证第③步反应能安全、顺利进行，在操作上除检查实验的气密性、控制好温度外，还应注意将氢气干燥、先通一段时间H₂，将装置中的空气排尽．
（4）请写出硅的一种重要用途半导体或硅芯片或硅太阳能电池板．

分析（1）依据①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，书写化学方程式；
（2）根据题目给出的信息，利用沸点的不同提纯SiHCl₃属于蒸馏；
（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）硅是一种良好的半导体材料．

解答解：（1）高温下，用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，碳做还原剂时生成CO，即化学方程式为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+Si；
故答案为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+Si；
（2）得到的SiHCl₃（沸点33.0℃）中含有少量SiCl₄（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），沸点的不同提纯SiHCl₃可采用蒸馏方法；蒸馏的仪器需要的有：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶．
故答案为：蒸馏；蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶；
（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，所以先将氢气干燥，并先通一段时间H₂，将装置中的空气排尽，
故答案为：将氢气干燥；先通一段时间H₂，将装置中的空气排尽；
（4）硅是一种良好的半导体材料，可用作硅芯片、硅太阳能电池板，故答案为：半导体或硅芯片或硅太阳能电池板．

点评本题考查了实验方案设计的有关知识，铁离子和亚铁离子的检验在高考题中出现，这种类型的题是高考的热点，是学习的重点，会根据实验目的和物质的性质选取实验装置和实验药品，然后进行相应的实验．

练习册系列答案

相关题目

8．

探究SO₂的性质．甲组同学将SO₂分别通入下列3种溶液中．
SO₂气体KMnO4酸性溶液品红溶液NaOH和BaCl₂的混合溶液

（1）试管a中观察到的现象是溶液褪色．
（2）试管b中观察到紫色褪去，说明SO₂具有的性质是还原性．
（3）试管c中产生了能溶于稀盐酸的白色沉淀，该白色沉淀是BaSO₃．
（4）乙组同学多做了一组实验，他们将SO₂通入盛有1.0mol/L Fe（NO₃）₃和BaCl₂的混合溶液（已知1.0mol/L Fe（NO₃）₃溶液中c（H⁺）=0.1mol/L）的试管d中，得到了不溶于稀盐酸的白色沉淀．分析产生该白色沉淀的原因：
观点1：SO₂与Fe³⁺反应
观点2：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应
观点3：SO₂和Fe³⁺、酸性条件下NO₃^-都反应．
欲证明观点2，只需将试管d中Fe（NO₃）₃溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验．应选择的试剂是c（填字母）．
a.0.1mol/L稀硝酸
b.1.5mol/L Ba（NO₃）₂和0.1mol/L HNO₃的混合溶液
c.6.0mol/L NaNO₃和0.2mol/L盐酸等体积混合的溶液．

9．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H₂＞△H₁的是（　　）

	A．	2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂
	B．	S（g）+O₂（g）═SO₂（g）△H₁S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₂
	C．	C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₁C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂
	D．	2HCl（g）═H₂（g）+Cl₂（g）△H₁ $\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$Cl₂（g）═HCl（g）△H₂

6．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（　　）

	实验	现象	结论
A	将氯气通入品红溶液	溶液红色褪去	氯气具有漂白性
B	将铜粉加入1.0mol•L^-1 的Fe₂（SO₄）₃溶液中	溶液变蓝，有黑色固体出现	金属Fe比Cu活泼
C	用坩埚钳夹住用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热	熔化后的液态铝滴落下来	金属铝的熔点比较低
D	向盛有少量浓硝酸、稀硝酸的两支试管中分别加入一片大小相同的铜片	浓硝酸中铜片很快开始溶解，并放出红棕色气体；稀硝酸中过一会铜片表面才出现无色气体，气体遇空气变红棕色	浓硝酸氧化性强于稀硝酸

13．在含有NH₄Cl、AlCl₃、FeCl₂、FeCl₃的溶液中，加入过量的NaOH溶液，微热，充分反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目不变的是（　　）

NH₄⁺

Al³⁺

Fe²⁺

Fe³⁺

3．研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃．利用反应6NO₂+8NH₃$?_{加热}^{催化剂}$7N₂+12H₂O也可处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是6.72L．
（2）已知：反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol^-1．一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是bc．
a、体系压强保持不变 b、混合气体颜色保持不变

c、SO₂和NO的体积比保持不变 d、每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂
e、混合气体的密度不变 f、混合气体的平均分子量不变
测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$（或2.67）．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应的逆反应△H＞0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失．

10．随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示．

根据判断出的元素回答问题：
（1）y在元素周期表中的位置是第二周期IVA族．z、d、e、f四种元素的简单离子中，半径最大的是N^3-（填离子符号）
（2）e的氢氧化物是一种重要的基本化工原料，写出工业上制备该氢氧化物的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑．
（3）z的氢化物和h的氢化物反应形成化合物A，A中含有的化学键类型为离子键、共价键；
（4）含f的某化合物可用作净水剂的原理是Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（胶体）+3H⁺（用离子方程式表示）
（5）25℃，f的最高价氧化物的水化物的K_sp=1.0×10^-34，使含0.1mol•L^-1 f离子的溶液开始产生沉淀的pH为3．
（6）元素e和g组成的化合物B的水溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

7．下列颜色变化过程中无化学反应发生的是（　　）

	A．	蛋白质遇浓硝酸变黄
	B．	含钠元素的物质在火焰上灼烧产生黄色火焰
	C．	pH试纸与某溶液接触变为红色
	D．	无色浓硝酸久置后变黄

8．将2.32g Na₂CO₃、NaOH的固体混合物完全溶解于水，制成溶液，然后向该溶液中缓慢逐滴加入浓度为 0.1 mol/L的盐酸，所加盐酸的体积与产生CO₂的体积（标准状况）关系如图所示，下列说法中错误的是（　　）

	A．	OA段发生反应的离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂O　 CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-
	B．	当加入350 mL盐酸时，产生CO₂的体积为224 mL（标准状况）
	C．	x点对应的数值是448
	D．	混合物中NaOH的质量为1克

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