Question

【题目】加热条件下，硅单质和HCl反应生成SiHCl3是粗硅提纯的重要步骤．某小组设计如图所示装置完成上述转化（夹持装置略去）．

已知：SiHCl3的沸点为33.0°C，易溶于有机溶剂，能与水剧烈反应，在空气中易被氧化，CCl4的沸点为76.8°C．
请回答：
（1）仪器a的名称为；导管g的作用为；
（2）装置A中，浓硫酸体现的性质为；实验时，需先打开分液漏斗活塞，一段时间后，在点燃C处酒精灯，理由是；
（3）装置C中发生反应的化学方程式为；
（4）装置D中所得的液态混合物的分离方法为 ． （填操作名称）
（5）反应后的气体通过装置F中的NaOH溶液后，对逸出气体的处理方法为；
（6）SiHCl3在潮湿的空气中被氧化，生成一种氧化物和一种无氧酸，该反应的化学方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）蒸馏烧瓶；平衡压强，使浓硫酸容易滴加（或其它合理答案）
（2）吸水性；排尽装置中的空气，避免SiHCl3与空气中的水蒸气反应和被O2氧化
（3）Si+3HCl SiHCl3+H2
（4）蒸馏
（5）点燃（或气囊收集）
（6）2SiHCl3+O2+2H2O═2SiO2+6HCl
【解析】解：（1）仪器a是具有支管的烧瓶，为蒸馏烧瓶，装置A中的b导管是为了平衡压强的作用，使分液漏斗中的液体浓硫酸顺利流下，故答案为：蒸馏烧瓶；平衡压强，使浓硫酸容易滴加（或其它合理答案）；（2）装置A，蒸馏烧瓶中盛放浓盐酸，分液漏斗中盛放浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性以及氯化氢的挥发性，打开分液漏斗活塞，从A中排出氯化氢气体，SiHCl3的沸点为33.0°C，易溶于有机溶剂，能与水剧烈反应，在空气中易被氧化，实验时，需先打开分液漏斗活塞，一段时间后，在点燃C处酒精灯，排尽装置中的空气，避免SiHCl3与空气中的水蒸气反应和被O2氧化，
故答案为：吸水性； 排尽装置中的空气，避免SiHCl3与空气中的水蒸气反应和被O2氧化；（3）根据题干信息，硅单质和HCl反应生成SiHCl3可知，硅和氯化氢反应的方程式为：Si+3HCl SiHCl3+H2 ，
故答案为：Si+3HCl SiHCl3+H2；（4）SiHCl3的沸点为33.0°C，易溶于有机溶剂，制出的SiHCl3可能不纯，提纯SiHCl3的方法是利用其沸点较低，通过蒸馏的方法分离得到纯净的SiHCl3 ，
故答案为：蒸馏；（5）硅单质和HCl反应Si+3HCl SiHCl3+H2 ， 粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl SiHCl3+H2；装置F中的氢氧化钠是为了吸收过量的氯化氢，通过装置F后，剩余气体为氢气，氢气燃烧生成水，可通过点燃或气囊收集处理，
故答案为：点燃（或气囊收集）；（6）硅的稳定氧化物为二氧化硅，SiHCl3在潮湿的空气中被氧化，生成一种氧化物为二氧化硅，根据原子守恒可知一种无氧酸为氯化氢，所以该反应的化学方程式为：2SiHCl3+O2+2H2O═2SiO2+6HCl，
故答案为：2SiHCl3+O2+2H2O═2SiO2+6HCl．
粗硅提纯：装置A，蒸馏烧瓶中盛放浓盐酸，分液漏斗中盛放浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性以及氯化氢的挥发性，打开分液漏斗活塞，从A中排出氯化氢气体，排尽装置中的空气，装置B，对氯化氢气体进行干燥，装置C，粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl SiHCl3+H2；装置F中的氢氧化钠是为了吸收过量的氯化氢，装置E防止F中的水蒸气进入装置D与SiHCl3发生反应，装置D收集SiHCl3 ， 通过装置F后，剩余气体为氢气，可通过点燃或气囊收集处理． （1）根据仪器a的特征以及常见仪器的名称解答，装置A中的b导管是为了平衡压强的作用；（2）浓硫酸具有吸水性，氯化氢易挥发，SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易被氧化；（3）硅和氯化氢在加热的条件下反应生成和三氯硅烷和氢气；（4）得到的产物沸点不同，可以控制沸点通过蒸馏的方法得到SiHCl3；（5）反应后的气体为氢气，氢气具有可可燃性，可通过燃烧或气囊收集的方法处理尾气；（6）SiHCl3在潮湿的空气中被氧化，生成一种氧化物为二氧化硅，一种无氧酸根据原子守恒可知为氯化氢．