Question

【題目】晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步驟如下：

①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；

②粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl3：Si+3HClSiHCl3+H2；

③SiHCl3與過量H2在1 000～1 100 ℃反應制得純硅。

已知SiHCl3能與H2O劇烈反應，在空氣中易自燃。請回答下列問題：

(1)第①步制備粗硅的化學反應方程式為______________________________。

(2)用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置均已略去)：

①裝置B中的試劑是________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是_________________________。

②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是__________________________________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是___________________________________________，裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________________________。

③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性、控制好反應溫度以及_______________________________________。

Answer 1

【答案】(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化

②有固體物質(zhì)生成 在反應溫度下，普通玻璃會軟化 SiHCl3+H2Si+3HCl

③排盡裝置中的空氣

【解析】(1)根據(jù)題給信息，粗硅可以用碳還原二氧化硅的方法制得，反應方程式為SiO2+2CSi+2CO↑。

(2)①因SiHCl3與水劇烈反應，故A中產(chǎn)生的H2必須干燥，B中液體為濃硫酸，且C中燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3汽化，加快與H2的反應。②制取純硅的反應條件為1 000～1 100 ℃，此溫度下普通玻璃易軟化。③因高溫下H2與O2易反應而爆炸，故還應排盡裝置中的空氣。