Question

【題目】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高溫下用過量的碳還原二氧化硅制得粗硅，同時得到一種可燃性氣體；
②粗硅與干燥的HCl氣體反應制得SiHCl3（Si+3HCl SiHCl3+H2）；
③SiHCl3與過量的H2在1 100～1 200℃的溫度下反應制得純硅，已知SiHCl3能與水劇烈反應，在空氣中易自燃．
請回答：
（1）第一步制取粗硅的化學反應方程式為 ．
（2）粗硅與HCl氣體反應完全后，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 ．
（3）實驗室用SiHCl3與過量的H2反應制取純硅裝置如圖所示（加熱和夾持裝置略去）：
①裝置B中的試劑是 ， 裝置C中的燒杯需要加熱，目的是 ．
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 ， 裝置D中發生反應的化學方程式是 ．
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 ．

Answer 1

【答案】
（1）2C+SiO2 Si+2CO↑
（2）蒸餾（或分餾）
（3）濃硫酸；使SiHCl3氣化，與氫氣反應；有固體物質生成；溫度太高，普通玻璃管易熔化；SiHCl3+H2 Si+3HCl；排盡裝置中的空氣
【解析】解：（1）高溫下，碳做還原劑時，生成CO，即2C+SiO2 Si+2CO↑．所以答案是：2C+SiO2 Si+2CO↑（2）利用沸點的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，所以答案是：蒸餾（或分餾）（3）①生成的氫氣含有水蒸氣，用濃H2SO4干燥；加熱促使SiHCl3氣化，所以答案是：濃硫酸；使SiHCl3氣化，與氫氣反應；②SiHCl3和氫氣反應有硅單質生成，根據硅的顏色判斷D裝置中的顏色變化；反應溫度較高，普通玻璃會軟化；SiHCl3和H2反應生成硅和氯化氫，所以答案是：有固體物質生成，溫度太高，普通玻璃管易熔化；SiHCl3+H2 Si+3HCl； ③氫氣是可燃性氣體，易產生爆炸，為防止安全事故的發生，所以先通一段時間H2 ， 將裝置中的空氣排盡．所以答案是：排盡裝置中的空氣．