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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气态；
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）第一步制取轨的化学方程式

2C+SiO₂

高温  .

Si+2CO↑

．
（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℃），提纯SiHCl₃可采用

蒸馏

的方法．
（3）实验室用SiHCl₃与过量的H₂反应制取纯硅装置如图所示（加热和夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是

浓硫酸

，装置C需水浴加热，目的是

使SiHCl₃气化，与氢气反应

．
②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

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

，D中发生的反应的化学方程式是

SiHCl₃+H₂=Si+3HCl

．
③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：

装置要严密

，

控制好温度

．（答出两点）

Answer 1

分析：根据题目给出的信息，高温下，碳做还原剂时，碳和二氧化硅生成CO和硅；利用沸点的不同提纯SiHCl₃属于蒸馏；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．

解答：解：（1）高温下，碳做还原剂时，生成CO，即2C+SiO2═2CO+Si．故答案为：2C+SiO2═2CO+Si
（2）利用沸点的不同提纯SiHCl₃属于蒸馏，故答案为：蒸馏
（3）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；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；保证实验成功的关键是：装置要严密；控制好温度等；书写化学方程式时，要注意配平．故答案为：①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，温度太高，普通玻璃管易熔化；SiHCl₃+H₂=Si+3HCl；③装置要严密；控制好温度．

点评：本考点属于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．此考点主要出现在实验题中．