Question

【题目】三氯硅烷（SiHCl3）在空气中极易燃烧，易与水反应生成两种酸，主要用于生产多晶硅、硅油等，熔点为134 ℃、沸点为31.8 ℃。已知氯化氢气体在加热条件下可与单质硅反应得到三氯硅烷，某同学利用如图装置制备一定量的三氯硅烷（加热装置均省略）。

（1）制备HCl气体的方法之一是将浓硫酸与浓盐酸混合，下列性质与制备原理无关的是______（填字母），B装置的作用是___________________，冰盐水的作用是________________________。

A．浓硫酸具有脱水性 B．浓硫酸具有吸水性

C．盐酸具有挥发性 D．气体的溶解度随温度升高而降低

（2）实验开始后，首先要通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热，目的是：①排出装置中空气，防止硅与氧气反应，②_____________________。该套实验装置有两处明显的错误：①E中会产生倒吸，②____________________。E装置的用途是_______________________。

（3）加热条件下，C中发生的是置换反应，相应的化学方程式为________________________。

（4）制得的SiHCl3中含有少量SiCl4（沸点为57.6 ℃），提纯SiHCl3采用的适宜方法为__________，收集SiHCl3时温度应控制在_____________。

（5）设计一个实验证明C中产生的气体是H2：_______________________________。

Answer 1

【答案】（1）A 除去HCl气体中的水蒸气 冷却生成的SiHCl3，使其液化，以便收集

（2）防止生成的SiHCl3与氧气反应 D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置 吸收HCl气体，防止其污染空气

（3）Si+3HClSiHCl3+H2

（4）蒸馏 31.8 ℃

（5）点燃E装置出口处的气体，气体能燃烧产生淡蓝色火焰，将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有水珠

【解析】（1）浓硫酸与浓盐酸混合制取HCl气体，利用了浓硫酸的吸水性、盐酸的挥发性以及气体的溶解度随温度升高（浓硫酸吸水放热）而降低的性质，与浓硫酸的脱水性无关，故选A。B装置装有干燥剂，用于除去HCl气体中的水蒸气。冰盐水的作用是冷却生成的SiHCl3，使其液化，以便收集起来。

（2）由题给信息知SiHCl3在空气中极易燃烧，还易与水反应，先通入一段时间HCl气体，排出空气的目的之二是防止生成的SiHCl3与氧气反应；整套装置缺陷之二是D、E之间缺少一个干燥装置，否则E中水蒸气逆流进入试管中与SiHCl3反应；HCl气体在C装置中无法反应完，故E是用于吸收HCl气体，防止其污染空气。

（3）置换反应生成的单质是H2。

（4）SiHCl3和SiCl4沸点差异较大，故适宜的分离方法是蒸馏，收集31.8 ℃时的馏分即得到SiHCl3。

（5）可在E装置出口处点燃气体，气体燃烧时产生淡蓝色火焰，将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁上有水珠，说明有氢气生成。