Question

3．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．它可以按下列方法制备：
SiO₂$\frac{\underline{\;\;\;①C\;\;\;}}{高温}$Si（粗）$\frac{\underline{\;②HCl\;}}{300℃}$SiHCl₃$\frac{\underline{\;\;\;③过量H_{2}\;\;\;}}{1000～1100}$Si（纯）
（1）写出步骤①的化学方程式SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（2）步骤②经过冷凝得到的SiHCl₃（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl₄（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl₃的主要化学操作的名称是蒸馏或分馏；
SiHCl₃和SiCl₄一样，遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl₃水解会生成两种气态产物，试写出其水解的化学方程式：SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+H₂↑+3HCl↑．

Answer 1

分析 （1）根据SiO₂与碳反应生成一氧化碳和硅；
（2）根据熔沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏；SiHCl₃水解生成硅酸、氢气和氯化氢．

解答 解：（1）工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（2）SiHCl₃（沸点33.0℃）、SiCl₄（沸点57.6℃）、HCl（沸点-84.7℃），他们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏；SiHCl₃水解生成硅酸、氢气和氯化氢，反应方程式为：SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+H₂↑+3HCl↑，
故答案为：蒸馏或分馏；SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+H₂↑+3HCl↑．

点评 本题考查了硅的制备的有关知识，题目难度中等，掌握实验原理的解题的关键，比较容易．