Question

33、作為推行“低碳經(jīng)濟(jì)”的重要科技進(jìn)步成果．太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為上海世博會(huì)的“亮點(diǎn)”．太陽(yáng)能光伏發(fā)電最關(guān)鍵的材料是高純硅，生產(chǎn)高純硅的流程示意圖如下：

（1）寫出從粗硅到 SiHCl₃ 的化學(xué)方程式

Si+3HCl═SiHCl₃+H₂

．
（2）“精餾”也是蒸餾的一種形式．通過(guò)蒸餾可把液體混合物分離開，原理是利用混合物各成分的

沸點(diǎn)

（填“熔點(diǎn)”或“沸點(diǎn)”）不同．
（3）整個(gè)制備過(guò)程必須達(dá)到無(wú)水無(wú)氧．在 H₂還原SiHCl₃，過(guò)程中若混入O₂，可能引起的后果是

硅被氧化得不到高純硅

；

發(fā)生爆炸

．
（4）為了達(dá)到資源綜合利用，上述生產(chǎn)流程中某些物質(zhì)可循環(huán)使用，這些物質(zhì)是

H₂、HCl

 （填化學(xué)式）．
（5）石英砂的主要成分是 SiO₂，含有少量雜質(zhì) Al₂O₃．若要除去石英砂中少量的雜質(zhì)，可選用的試劑是

HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄

（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律及提示來(lái)書寫化學(xué)方程式；
（2）用蒸餾法分離液態(tài)混合物，要求各組份的沸點(diǎn)不相同；
（3）根據(jù)氫氣與氧氣反應(yīng)的情況和Si與氧氣反應(yīng)的情況考慮；
（4）對(duì)照流程圖和物質(zhì)A，進(jìn)行分析即可；
（5）根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來(lái)選擇合適的試劑進(jìn)行除雜．

解答：解：（1）粗硅和HCl反應(yīng)，生成SiHCl₃，同時(shí)還生成H₂，反應(yīng)的方程式為：Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）蒸餾可把液體混合物分離，原理是利用混合物各成分的沸點(diǎn)不同；
（3）在H₂還原SiHCl₃過(guò)程中若混入O₂，還原出的Si會(huì)被再次氧化，得不到純凈的Si，氫氣與氧氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)并放出大量熱量，會(huì)引起爆炸．故整個(gè)制備過(guò)程必須達(dá)到無(wú)水無(wú)氧；
（4）根據(jù)生產(chǎn)流程中可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高純硅是兩個(gè)相反的過(guò)程，因此，這些過(guò)程中，H₂、HCl可以循環(huán)使用；
（5）氧化鋁可以和酸反應(yīng)，而二氧化硅不能和酸反應(yīng)，故可以用酸來(lái)除去二氧化硅中的氧化鋁；
故答案為：（1）Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）沸點(diǎn)；
（3）硅被氧化得不到高純硅；發(fā)生爆炸；
（4）H₂、HCl；
（5）HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄；

點(diǎn)評(píng)：此題主要是考查學(xué)生的綜合分析能力，不但要求學(xué)生具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力．