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    晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤为：①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HClSiHCl3+H2；③SiHCl3与过量的氢气在1000℃～1100℃时反应制得纯硅。已知SiHCl3能与水剧烈反应，且在空气中易自燃。请回答下列问题：
    （1）第①步制备粗硅的化学方程式为___________________。
    （2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl3常用的方法为____________。
    （3）用SiHCl3与过量的氢气反应制备纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）。

    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，操作的关键是检验实验装置的气密性，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，取上层清液后需加入的试剂是__________（填写字母代号）。
    a.碘水  b.氯水   c.NaOH溶液   d.KSCN溶液   e.Na2SO3溶液


    （1）SiO2+2CSi+2CO↑                                                                                               （2）蒸馏（分馏）                                                                                                              （3）①浓硫酸；使SiHCl3汽化   ②有固体生成；在高温下普通玻璃会软化；SiHCl3+H2Si+3HCl   ③排尽装置内的空气   ④bd
    【试题分析】
    （1）制备粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。（2）SiHCl3、 SiCl4和HCl是沸点相差较大的三种液体，其分离的方法为蒸馏（或分馏），在33.0℃接收到的馏分就是SiHCl3。（3）①用锌和稀硫酸反应制得的氢气，含杂质水蒸气，又因为SiHCl3能与水发生剧烈反应，所以水蒸气必须事先除去，装置B中所盛的试剂应为浓硫酸，用于除去氢气中的水蒸气。装置C加热的目的是使SiHCl3变为蒸气，进入到装置D中与氢气在高温下反应。②在D中SiHCl3蒸气与过量的氢气反应制得纯硅，生成HCl气体，现象为有固体物质生成。因为装置D中的反应是在1000℃～1100℃的高温下进行，而在高温下普通玻璃会软化，因此需用石英玻璃，它耐高温。D中发生的反应为SiHCl3+H2Si+3HCl。③由于SiHCl3易在空气中发生自燃，因此还必须排尽装置内的空气。④若硅中含有铁单质，加稀盐酸溶解之后，硅不溶解，铁单质与盐酸反应变成Fe2+，检验Fe2+的存在，可先加入氯水，发生反应：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，氯水把Fe2+氧化成Fe3+，再加入KSCN后溶液显血红色，可以检验铁单质的存在
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    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
    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
    分子晶体
    （填晶体类型）；配位体是
    CO
    CO
    ．
    （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
    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
    键能差值（kJ?mol-1） 441.2  273
    N2 键能（kJ?mol-1） 154.8 418.3 941.7
    键能差值（kJ?mol-1） 263.6  523.3
    （4）CO与N2分子中都包含
    1
    1
    个σ键、
    2
    2
    个π键．

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    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

     

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    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______．
    A-BA=BA≡B
    CO键能357.7798.91071.9
    键能差值441.2  273
    N2键能154.8418.3941.7
    键能差值263.6  523.3
    （4）CO与N2分子中都包含______个σ键、______个π键．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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

     

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    科目：高中化学 来源：2012届河北省三河一中高三上学期第二次月考化学试卷 题型：单选题

    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

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