Question

【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高温下用炭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；

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）第①步制备粗硅的化学方程式为_____________________。

（2）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________。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__________________________。

④SiHCl3的电子式为________，SiHCl3与H2O反应的化学方程式为：_________________。

Answer 1

【答案】（1）SiO2＋2CSi＋2CO↑；

（2）①浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化进入石英管反应；

②有灰黑色固体物质生成；SiHCl3＋H2Si＋3HCl；

③排尽装置中的空气；

④，SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl+H2↑或SiHCl3＋4H2O=H4SiO4↓＋3HCl+H2↑。

【解析】

试题分析：（1）粗硅制备常用C和SiO2反应制备，反应方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑；（2）①SiHCl3与水发生强烈反应，因此避免水进入，因此B中盛放浓硫酸，吸收H2中的水蒸气，滴入烧瓶中的SiHCl3汽化进入石英管反应；②SiHCl3＋H2 Si＋3HCl，有灰黑色固体物质生成；③氢气是可燃性气体，与氧气混合容易发生爆炸，因此要排尽装置的空气；④参考SiCl4的结构，SiHCl3的电子式为：；与水剧烈反应，在空气中易自燃，说明产生可燃性气体，SiHCl3＋3H2O = H2SiO3↓＋3HCl + H2↑。