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(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2

③SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應(yīng)制得純硅

已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng),在空氣中易自燃。

請回答下列問題:

(1)第①步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為_______________________________。

(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)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____________________。

(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)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_________________________。

  裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是_____________________________________。

②反應(yīng)一段時間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是______________________________________,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是____________________________________,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為__________________________________________。

③為保證制備純硅實驗的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及______________________________________。

④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是_________________。

a.碘水    b.氯水    c.NaOH溶液    d.KSCN溶液    e.Na2SO3溶液


【答案】,化學實驗方案的設(shè)計及要求—性質(zhì)、制備和檢驗

(1)SiO2+2CSi+2CO↑

(2)分餾(或蒸餾)

(3)①濃硫酸

       使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化

     ②有固體物質(zhì)生成

       在反應(yīng)溫度下,普通玻璃會軟化

       SiHCl3+H2Si+3HCl

     ③排盡裝置中的空氣

     ④b d

【解析】(1)高溫用C還原SiO2生成CO而不是CO2。

(2)分離、提純不同沸點的液體可以采用分餾或蒸餾的方法。

(3)用Zn、稀H2SO4制得的H2會混有少量H2O,而SiHCl3能與H2O劇烈反應(yīng),所以要進行干燥,根據(jù)裝置選擇液態(tài)干燥劑濃硫酸。C裝置用水浴加熱SiHCl3使其揮發(fā)成氣體,和H2進入D裝置反應(yīng)。因為SiHCl3+H2 Si+2HCl的溫度很高,不能使用普通玻璃管。因為SiHCl3容易在空氣中自燃,實驗中還要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣。


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:


下列敘述正確的是(    )

A.稀硝酸、稀硫酸均能將木炭氧化成二氧化碳

B.Na2O2與水反應(yīng)、紅熱的Fe與水蒸氣反應(yīng)均能生成堿

C.Li、C、P分別在足量氧氣中燃燒均生成一種相應(yīng)氧化物

D.NaHCO3、Na2CO3、(NH42CO3三種固體受熱后均能生成氣體

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科目:高中化學 來源: 題型:


合理利用二氧化碳,可以提高生活質(zhì)量,促進工業(yè)發(fā)展。

(1)在常壓下,-78 ℃時,二氧化碳氣體凝結(jié)成固態(tài)二氧化碳,俗稱干冰。某學生買回一盒冰淇淋月餅,盒里有很多作為致冷劑的碎干冰。下列關(guān)于干冰處理的正確做法是(   )

A.將干冰放入冰箱                             B.讓干冰在通風處自然升華

C.直接將干冰倒入下水道                    D.用手取干冰扔入廢物箱

(2)在采煤工業(yè)上,把干冰與炸藥放在一起,既能增強爆炸威力,又能防止火災(zāi),能增強爆炸威力的原因是______________;能防止火災(zāi)的原因是______________。

(3)使用傳統(tǒng)催化劑,使二氧化碳與某些有機物反應(yīng)可以生成塑料,但反應(yīng)時間長。目前誕生的納米級催化劑增加了催化劑的表面積,提高了_________。使用這種塑料能減少白色污染,因為它在微生物作用下,可以實現(xiàn)100%的_________。

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科目:高中化學 來源: 題型:


鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價鍵結(jié)合形成的化合物,XX′型鹵素互化物與鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近。試回答下列問題:

⑴鹵素互化物BrCl能發(fā)生下列反應(yīng)

H2O+BrCl==HBrO+HCl

KBr+BrCl==KCl+Br2

①寫出KI與IBr反應(yīng)的化學方程式__________________________。

②寫出苯與(C6H6)與ICl發(fā)生取代反應(yīng)生成一鹵代物的化學方程式___________________。

⑵下圖是部分鹵素單質(zhì)和XX′型鹵素互化物的沸點與其相對分子質(zhì)量的關(guān)系圖。它們的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高,其原因是______________。

⑶試推測ICl的沸點所處的最小范圍______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:


四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸汽在t ℃、p kPa時,完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學方程式是:                。

(2)在合成氨的實際生產(chǎn)過程中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時分離出來,并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用,同時補充氮氣和氫氣,請運用化學反應(yīng)速率和化學平衡的觀點說明采取該措施的理由:               

(3)當甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75%時,以5.60×107 L甲烷為原料能夠合成:      L氨氣。(假設(shè)體積均在標準狀況下測定)

(4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為請寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:

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科目:高中化學 來源: 題型:


在0.5mol Na2SO4中,含有的Na+數(shù)約是( 。

 

A.

3.01×1023

B.

6.02×1023

C.

0.5

D.

1

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科目:高中化學 來源: 題型:


分離四氯化碳和甲苯的混合物(兩者互溶,沸點分別為76.75℃和110.6℃),可選用的分離方法為( 。

 

A.

萃取法

B.

蒸餾法

C.

結(jié)晶法

D.

分液法

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列各組中的離子,能在溶液中大量共存的是(  )

 

A.

Mg2+、H+、Cl、OH

B.

Na+、Ba2+、CO32﹣、NO3

 

C.

Na+、H+、Cl、CO32﹣

D.

K+、Cu2+、NO3、SO42﹣

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列基態(tài)原子與離子的電子排布式錯誤的是( 。

 

A.

K:1s22s22p63s23p64s1

 

B.

F:1s22s22p6

 

C.

Fe:1s22s22p63s23p63d54s2

 

D.

Kr:1s22s22p63s23p63d104s24p6

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