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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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气态;②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HCl=SiHCl3+H2)
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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高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气态;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HCl=SiHCl3+H2)
③SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水强烈反应,在空气中易自燃.请回答:
(1)第一步制取轨的化学方程式
(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℃),提纯SiHCl3可采用______的方法.
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去):
①装置B中的试剂是______,装置C需水浴加热,目的是______.
②反应一段时间后,装置D中可观察到有晶体硅生成,装置D不能采用普通玻璃管的原因是______,D中发生的反应的化学方程式是______.
③为保证实验的成功,操作的关键除题中已告知的之外,你认为最重要的还有:______,______.(答出两点)
①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气态;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HCl=SiHCl3+H2)
③SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,已知SiHCl3能与水强烈反应,在空气中易自燃.请回答:
(1)第一步制取轨的化学方程式
2C+SiO2
Si+2CO↑
| ||
2C+SiO2
Si+2CO↑
.
| ||
(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℃),提纯SiHCl3可采用______的方法.
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去):
①装置B中的试剂是______,装置C需水浴加热,目的是______.
②反应一段时间后,装置D中可观察到有晶体硅生成,装置D不能采用普通玻璃管的原因是______,D中发生的反应的化学方程式是______.
③为保证实验的成功,操作的关键除题中已告知的之外,你认为最重要的还有:______,______.(答出两点)
▼优质解答
答案和解析
(1)高温下,碳做还原剂时,生成CO,即2C+SiO2═2CO+Si.故答案为:2C+SiO2═2CO+Si
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏,故答案为:蒸馏
(3)浓硫酸是常用的干燥剂,装置C需水浴加热,目的是使SiHCl3气化,与氢气反应;SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,温度太高,普通玻璃管易熔化;保证实验成功的关键是:装置要严密;控制好温度等;书写化学方程式时,要注意配平.故答案为:①浓硫酸;使SiHCl3气化,与氢气反应;②SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,温度太高,普通玻璃管易熔化;SiHCl3+H2=Si+3HCl;③装置要严密;控制好温度.
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏,故答案为:蒸馏
(3)浓硫酸是常用的干燥剂,装置C需水浴加热,目的是使SiHCl3气化,与氢气反应;SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,温度太高,普通玻璃管易熔化;保证实验成功的关键是:装置要严密;控制好温度等;书写化学方程式时,要注意配平.故答案为:①浓硫酸;使SiHCl3气化,与氢气反应;②SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,温度太高,普通玻璃管易熔化;SiHCl3+H2=Si+3HCl;③装置要严密;控制好温度.
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