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【题目】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+3HC1SiHCl3+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)①中制取粗硅的化学方程式:_____________________

(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中的试剂是浓硫酸。装置C 中的烧瓶需要加热,其目的是____________

②装置D中发生反应的化学方程式为____________

③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

【答案】 SiO2+2CSi+2CO 分馏(或蒸馏) 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 SiHCl3+H2Si+3HCl b、d

【解析】试题分析:本题考查粗硅的制备和提纯,Fe2+的检验,化学方程式的书写。

(1)高温下用碳还原SiO2生成SiCO,反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑。

(2)由于SiHCl3和所含杂质SiCl4HCl的沸点相差较大,分离沸点不同的液态混合物用分馏或蒸馏),提纯SiHCl3采用的方法为分馏(或蒸馏)

(3)装置AZn与稀硫酸反应制取H2反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

装置A中制得的H2中混有H2O(g),SiHCl3能与水强烈反应,装置B中浓硫酸的作用是干燥H2根据题意SiHCl3与过量H21000~1100℃反应制得纯硅,SiHCl3的沸点为33.0℃,装置C中的烧瓶需要加热的目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化

装置DSiHCl3与过量H2反应生成SiHCl,反应的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl。

产品硅中若含有微量铁单质,试样用稀盐酸溶解,Fe与稀盐酸反应生成FeCl2H2只要检验上层清液中是否含Fe2+即可判断产品中是否含铁单质检验Fe2+选用氯水和KSCN溶液实验方法是将试样用稀盐酸溶解,取上层清液加入KSCN溶液,再加入氯水,若溶液变红,说明试样中含铁单质相关反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑、Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3答案选b、d。

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B.图②中曲线表示反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C.图③表示10 mL 0.01 mol/L KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol/L H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化
D.图④中a、b曲线分别表示反应:CH2═CH2(g)+H2(g)→CH3CH3(g)△H<0使用和未使用催化剂时,反应过程中的总能量变化

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选项

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A

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B

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C

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试纸变蓝色

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D

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