Question

10．
（1）气体W的化学式为CO
（2）写出反应②的化学方程式：Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂；提高反应⑤速率的措施有增大压强、升高温度、选择高效催化剂（填两点）
（3）整个制备过程中，需确保在无氧、无水的环境下进行，因为SiHCl₃遇水剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种单质，写出该反应的化学方程式：SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+3HCl↑+H₂↑
（4）Si的熔、沸点分别为1410℃、2355℃，SiCl₄的熔、沸点分别为-70℃、57.6℃．除去SiCl₄中的Si最简便的实验方法为蒸馏．

Answer 1

分析 焦炭与二氧化硅在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，所以W为CO，粗硅与HCl在553～573℃下反应生成氢气和SiHCl₃，SiHCl₃与氢气在1373～1453℃下反应生成粗硅和HCl，粗硅和氯气在高温下反应生成SiHCl₃，SiHCl₃与氨气在高温下反应生成Si₃N₄，
（1）焦炭与二氧化硅在高温条件下反应生成硅和一氧化碳；
（2）硅与氯化氢在加热条件下生成三氯硅烷和氢气；依据温度、压强、催化剂对速率的影响解答；
（3）三氯硅烷水解生成硅酸、氯化氢和氢气；
（4）蒸馏可以用来分离熔沸点不同相互溶解的液体．

解答 解：焦炭与二氧化硅在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，所以W为CO，粗硅与HCl在553～573℃下反应生成氢气和SiHCl₃，SiHCl₃与氢气在1373～1453℃下反应生成粗硅和HCl，粗硅和氯气在高温下反应生成SiHCl₃，SiHCl₃与氨气在高温下反应生成Si₃N₄，
（1）焦炭与二氧化硅在高温条件下反应生成硅和一氧化碳，所以W为CO，故答案为：CO；
（2）硅与氯化氢在加热条件下生成三氯硅烷和氢气，化学方程式：Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂；增大压强、升高温度、选择高效催化剂都能够提高反应速率；
故答案为：Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂；增大压强、升高温度、选择高效催化剂；
（3）三氯硅烷水解生成硅酸、氯化氢和氢气，化学方程式：SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+3HCl↑+H₂↑，故答案为：SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+3HCl↑+H₂↑；
（4）由题意知：硅的熔沸点分别为1 410℃、2 355℃，四氯化硅的熔、沸点分别为-70℃、57.6℃，所以可以选择蒸馏的方法分离，故答案为：蒸馏．

点评 本题考查较为综合，侧重于学生的分析、实验能力的考查，为高频考点，题目涉及工业制取硅的工艺流程，涉及到方程式的书写，影响反应速率因素，物质的分离方法，题目综合性较强，难度中等．