问题 实验题

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剧烈反应,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)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点 - 84.7℃),提纯SiHCl3的方法为_________________。

(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去):

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________。

答案

(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)分馏

(3)①浓硫酸;使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化;②SiHCl3+H2Si+3HCl;③排尽装置中的空气、保证气体的干燥

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