问题 填空题

(10分)晶体硅是一种重要的非金属材料。请写出晶体硅的二种用途:______、______

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HCl气体反应制得SiHCl3(常温下为液态,易挥发)

③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅。

已知:Ⅰ.SiHCl3水解会生成两种气态产物,请写出其水解的化学方程式:___________。

Ⅱ.SiHCl3在空气中自燃。请回答下列问题:

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为                 

(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                           _____________ 

④设计鉴定产品硅中是否含少量Fe单质的方法:_________________________________。

答案

计算机芯片、太阳能电池。(2分)  SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl↑(2分)

(1)①SiO2+2CSi+2CO↑(1分)

(2)①浓H2SO4,(1分)                      使SiHCl3气化,(1分)

②D石英管的内壁附有灰黑色晶体,(1分)     SiHCl3+H2Si+3HCl,(1分)

③先通一段时间H2,将装置中的空气排尽,(1分)

④取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若出现红色说明含Fe,若不出现红色说明不含Fe。(2分)

晶体硅的二种只要用途是计算机芯片、太阳能电池;SiHCl3水解会生成两种气态产物,则根据原子守恒可知,气体是氯化氢和氢气,所以方程式为SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl↑。

(1)焦炭在高温下还原二氧化硅制取粗硅,方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。

(2)①由于SiHCl3易水解,所以必须干燥氢气,即B中试剂是浓硫酸;由于SiHCl3是液态,因此加热的目的是使SiHCl3气化。

②在D中氢气还原SiHCl3生成单质硅,所以D中现象是石英管的内壁附有灰黑色晶体,方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl。

③由于高温下氢气及硅都能和空气中的氧气反应,而装置中含有空气,所以应先通一段时间H2,将装置中的空气排尽。

④铁是活泼的金属,能和酸反应,而硅和一般的酸是不反应的,所以正确的方法是取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若出现红色说明含Fe,若不出现红色说明不含Fe。

单项选择题
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