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+H2③SiHCl与过量H2在1 000-1 100℃反应制得纯硅已知SiHCl3能与H2O强烈反应.在空气中易自然.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

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

③SiHCl与过量H₂在1 000—1 100℃反应制得纯硅

已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自然。

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图1-3-8(热源及夹持装置略去)：

图1-3-8

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为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，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，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是_______。

a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na₂SO₃溶液

解析：本题以晶体硅的制备为背景考查硅及其化合物的性质及综合分析能力。(1)制备粗硅的化学反应方程式为SiO₂+2C7Si+2CO↑(2)由题目所给数目可知，相关物质的沸点明显不同，故可采用蒸馏的方式进行SiHCl₃的提纯。

(3)由于SiHCl₃能与H₂O强烈作用，所以A装置中制备的H₂，必须经B干燥，液体干燥剂可选浓H₂SO₄。为使H₂与SiHCl₃充分接触，加快化学反应速度，应使滴入的?SiHCl₃?气化，故C装置需加热。由制备步骤③可知，D中发生的反应为SiHCl₃+H₂

Si+3HCl显然反应一段时间后D中应有固体硅生成，由于反应温度高，普通玻璃在高温下会软化，故不能采用普通玻璃。由于SiHCl₃在空气中会自燃，且Si易被空气中的氧气氧化，所以除把握好③中所给关键处，还需排尽装置中的空气。若含微量的铁，则与盐酸反应后的溶液中应含Fe²⁺,则需再加入氧化剂和KSCN看是否变红色，以确定是否含有Fe元素。故④应选b、d。

答案：(1)SiO₂+2CSi+2CO↑ (2)分馏(或蒸馏)

(3)①浓流酸使滴入烧瓶中的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

练习册系列答案

一线名师口算应用题天天练一本全系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层．
①请写出基态镍原子的核外电子排布式

1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²

．
②NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO

＞

（填“＜”或“＞”）FeO；
③Ni、Fe、Co等金属都能与CO反应形成配合物，Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于

分子晶体

（填晶体类型）；配位体是

．
（2）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如下图，请在下图中用箭头表示出配位键．
（3）CO与N₂互为等电子体．CO的总键能大于N₂的总键能，但CO比N₂容易参加化学反应．根据下表数据，说明CO比N₂活泼的原因是

反应中，CO中首先断裂的那个π键的键能比N₂的小很多，所以CO更容易发生反应

．

		A-B	A=B	A≡B
CO	键能（kJ?mol^-1）	357.7	798.9	1071.9
CO	键能差值（kJ?mol^-1）	441.2 273
N₂	键能（kJ?mol^-1）	154.8	418.3	941.7
N₂	键能差值（kJ?mol^-1）	263.6 523.3

（4）CO与N₂分子中都包含

个σ键、

个π键．

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：2011-2012学年河北省高三上学期第二次月考化学试卷 题型：选择题

甲、乙、丙是三种常见单质，X、Y、Z是常见化合物，他们之间有如下转化关系：

已知甲是短周期金属单质，乙、丙是短周期非金属单质，X、Y、Z中只有一种是离子晶体。下列说法不正确的是

A．X是具有极性键的非极性分子 B．Z是水煤气的主要成分之一

C．甲和X的反应是吸热反应 D．丙是生产硅的重要原料

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：2011年福建省福州三中高考化学练习试卷（解析版） 题型：解答题

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层．
①请写出基态镍原子的核外电子排布式______．
②NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO______（填“＜”或“＞”）FeO；
③Ni、Fe、Co等金属都能与CO反应形成配合物，Fe（CO）₅常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）₅晶体属于______（填晶体类型）；配位体是______．
（2）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如下图，请在下图中用箭头表示出配位键．
（3）CO与N₂互为等电子体．CO的总键能大于N₂的总键能，但CO比N₂容易参加化学反应．根据下表数据，说明CO比N₂活泼的原因是______．