Question

18．晶体硅是一种重要非金属材料．制备纯硅的主要步骤如下：
①在高温下，用碳还原SiO₂制得含碳、脉石（主要成份为SiO₂）等杂质的粗硅
②将粗硅在高温下与Cl₂反应生成SiCl₄
③将分馏提纯后的SiCl₄用H₂还原以得到高纯硅
用化学方程式表示上述制备过程
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Si（粗）+2CO↑．
②Si+2Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄．
③SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl．
步骤③过程中所用H₂，工业上可用粗硅与NaOH溶液反应制备，反应化学方程式为Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑．

Answer 1

分析 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粗硅与干燥的Cl₂反应制得SiCl₄；
③SiCl₄被过量的H₂在1 000～1 100℃时还原制得纯硅；
步骤③过程中所用H₂，工业上可用粗硅与NaOH溶液反应制备，硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气；

解答 解：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：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
②粗硅与干燥的Cl₂反应制得SiCl₄：Si+2C1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄
 故答案为：Si+2C1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄．
③SiCl₄被过量的H₂在1 000～1 100℃时还原制得纯硅：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl，
故答案为：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl．
步骤③过程中所用H₂，工业上可用粗硅与NaOH溶液反应制备，硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑，
故答案为：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑；

点评 本题主要考查制取纯硅过程中H₂还原SiCl₄的实验，解题过程中要充分利用题干所给信息，化学方程式书写，掌握基础是解题关键，题目较简单．