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:

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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3 (Si+3HCl═SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水强烈反应,在空气中易自燃.
请回答:
(1)第一步制取粗硅的化学方程式
2C+SiO2
高温
.
2CO+Si
2C+SiO2
高温
.
2CO+Si

(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可采用______的方法.
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅的装置如图所示(加热器和夹持装置略去):

A.装置B中的试剂是______,装置C需水浴加热,目的是______.
B.反应一段时间后,装置D中可观察到有晶体硅生成,装置D不能采用普通玻璃管的原因是______,D中发生的反应的化学方程式是______.
C.为保证实验的成功,操作的关键除题中已告知的之外,你认为最重要的还有:______(说出两点).
hjjkwc 1年前 已收到1个回答 举报

lessamused 幼苗

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解题思路:(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)浓硫酸是常用的干燥剂,装置C需水浴加热,目的是加快反应的速率;装置D不能采用普通玻璃管的原因是温度太高,普通玻璃管易熔化;保证实验成功的关键是:装置要严密;控制好温度等.

(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

高温
.
2CO+Si;
故答案为:2C+SiO2

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;
故答案为:蒸馏;
(3)①浓硫酸是常用的干燥剂,装置C需水浴加热,目的是使SiHCl3气化,与氢气反应;
故答案为:浓硫酸;使SiHCl3气化,与氢气反应;
②SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,反应一段时间后,装置D中可观察到有晶体硅生成,装置D不能采用普通玻璃管的原因是,温度太高,普通玻璃管易熔化,D中发生的反应的化学方程式为:SiHCl3+H2=Si+3HCl;
故答案为:SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,温度太高,普通玻璃管易熔化,SiHCl3+H2=Si+3HCl;
③保证实验成功的关键是:装置要严密;控制好温度,加热前要赶净空气等;
故答案为;装置要严密;控制好温度等.

点评:
本题考点: 制备实验方案的设计;硅和二氧化硅.

考点点评: 本题考查了物质的转化和制备题,还考查了化学方程式的书写.本题利用文字描述设计出相应的实验步骤,分步骤进行鉴别,解决本考点需要根据实验现象,综合分析,从而得出正确的结论,要注意知识的整体性,题目难度中等.

1年前

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