Question

在半导体工业中，有一道工序叫烧氢．烧氢的工艺流程如图所示．工作时，是将石英管D出口处氢气点燃．半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起．焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出．烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含氢量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度．试回答下列问题．

（1）装置B的作用是

 

；
B中发生反应的化学方程式是

 

，

 

．
（2）装置C中的物质是

 

；C的作用是

 

．
（3）点燃氢气前将E（带导管胶塞）接在D的出口处，目的是

 

．
（4）装置A是安全瓶，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜屑的作用是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：由烧氢的工艺流程可知，制备半导体材料应在氢气的还原性环境中进行，反应中要杜绝氧气的存在，因工业氢气虽含氢量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，反应时，氢气首先通过热的铜屑，以除去氢气中的氧气，经C中的碱石灰干燥后进入D加热区，易提供还原性环境，流程中装置A是安全瓶，填装铜屑，可吸收热量，降低温度，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，以此解答该题．

解答： 解：（1）制备半导体材料应在氢气的还原性环境中进行，反应中要杜绝氧气的存在，氢气首先通过热的铜屑，以除去氢气中的氧气，涉及反应有2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，最终氧气和氢气反应生成水而被除去，
故答案为：除去氧气；2Cu+O₂

△   .

2CuO；CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O；
（2）B中生成水，为防止水吸收热量而导致D中温度较低，应在C中用碱石灰或无水氯化钙吸收水，
故答案为：无水CaCl₂（或碱石灰等）；吸收水蒸气；
（3）点燃氢气前将E（带导管胶塞）接在D的出口处，可由于氢气的点燃，可用于检验氢气的纯度，防止氢气不纯而爆炸，故答案为：检验氢气纯度；
（4）A是安全瓶，填装铜屑，可吸收热量，降低温度，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，故答案为：大量铜屑可以吸收热量，降低温度．

点评：本题考查物质的制备方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高频考点，注意把握实验的目的、原理，结合物质的性质和题给信息解答该题，难度中等．