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...
问题详情:
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+3HClSiHCl3+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_______________________________。
(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下(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不能采用普通玻璃管的原因是____________________________________,装置D中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
③为保*制备纯硅实验的成功,*作的关键是检查实验装置的气密*,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*溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是_________________。
a.*水 b.*水 溶液 溶液 2SO3溶液
【回答】
【*】
(1)SiO2+2CSi+2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫*
使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②有固体物质生成
在反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2Si+3HCl
③排尽装置中的空气
④b d
【解析】(1)高温用C还原SiO2生成CO而不是CO2。
(2)分离、提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法。
(3)用Zn、稀H2SO4制得的H2会混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O剧烈反应,所以要进行干燥,根据装置选择液态干燥剂浓硫*。C装置用水浴加热SiHCl3使其挥发成气体,和H2进入D装置反应。因为SiHCl3+H2 Si+2HCl的温度很高,不能使用普通玻璃管。因为SiHCl3容易在空气中自燃,实验中还要注意先通一段时间H2排尽装置中的空气。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题