Question

(5分)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（g） SiHCl₃ + H₂（g）

③SiHCl₃與過量H₂在1000-1100℃反應制得純硅：

SiHCl₃（g） + H₂（g） Si（s）+ 3HCl（g）

已知SiHCl₃能與H₂O劇烈反應，且在空氣中易自燃。

用SiHCI₃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             

(2)反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是           ，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是         。

(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               。

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

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

 

Answer 1

【答案】

(1) 濃硫酸    (2)有固體物質生成；在該反應溫度下，普通玻璃會軟化

(3) 排盡裝置中的空氣       (4) bd

【解析】（1）由于SiHCl₃能與H₂O劇烈反應，所以生成的氫氣需要干燥，選用濃硫酸作干燥劑。

（2）在高溫下氫氣將硅置換出來，生成單質硅，因此在裝置D中有固體物質生成。因為反應的溫度很高，在該反應溫度下，普通玻璃會軟化，所以裝置D不能采用普通玻璃。

（3）由于在高溫下硅和氧氣可以化合生成二氧化硅，所以必須排盡裝置中的空氣。

（4）鐵和鹽酸反應生成的是亞鐵離子，所以要具有鐵的存在，在加入KSCN溶液之前，還需要加入氧化劑氯氣，把亞鐵離子氧化成鐵離子，所以答案選bd。