Question

1．晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：
①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅與干燥HCl氣體反應制得SiHCl₃：Si+3HCl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂；
③SiHCl₃與過量H₂在1 000～1 100℃反應制得純硅已知SiHCl₃能與H₂O強烈反應，在空氣中易自燃．
請回答下列問題：
（1）粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到的SiHCl₃（沸點33.0℃）中含有少量SiCl₄（沸點57.6℃）和HCl（沸點-84.7℃），提純SiHCl₃采用的方法為分餾．
（2）用SiHCl₃與過量H₂反應制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：

①裝置B中的試劑是濃硫酸．裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是使滴入燒瓶中的SiHCl₃汽化．
②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是有固體物質生成，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是在反應溫度下，普通玻璃會軟化，裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl．
③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及排盡裝置中的空氣．

Answer 1

分析 根據題目給出的信息，高溫下，碳做還原劑時，碳和二氧化硅生成CO和硅；利用沸點的不同提純SiHCl₃屬于分餾；濃硫酸是常用的干燥劑，裝置C需水浴加熱，目的是加快反應的速率；裝置D不能采用普通玻璃管的原因是溫度太高，普通玻璃管易熔化；保證實驗成功的關鍵是：裝置要嚴密，排盡裝置中的空氣的空氣等．

解答 解：①利用沸點的不同提純SiHCl₃，操作為分餾；
②濃硫酸是常用的干燥劑，裝置B中的試劑是濃硫酸，裝置C需水浴加熱，目的是使SiHCl₃汽化；SiHCl₃與過量的H₂在1000℃～1100℃反應制得純硅，溫度太高，普通玻璃管易熔化，裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為：SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl．
③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應溫度以及排盡裝置中的空氣．
故答為：（1）分餾；（2）①：濃硫酸； 使滴入燒瓶中的SiHCl₃，氣化 ②：有固體物質生成；在反應溫度下，普通玻璃會軟化； SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl．③排盡裝置中的空氣．

點評 本考點屬于物質的轉化和制備題，還考查了化學方程式的書寫．本題利用文字描述設計出相應的實驗步驟，分步驟進行鑒別，解決本考點需要根據實驗現象，綜合分析，從而得出正確的結論，要注意知識的整體性．此考點主要出現在實驗題中．