Question

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態(tài)；
②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl₃（Si+3HCl=SiHCl₃+H₂）
③SiHCl₃與過量的H₂在1000℃～1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl₃能與水強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃．請回答：
（1）第一步制取軌的化學(xué)方程式________．
（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℃），提純SiHCl₃可采用________的方法．
（3）實驗室用SiHCl₃與過量的H₂反應(yīng)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需水浴加熱，目的是________．
②反應(yīng)一段時間后，裝置D中可觀察到有晶體硅生成，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是________，D中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是________．
③為保證實驗的成功，操作的關(guān)鍵除題中已告知的之外，你認為最重要的還有：________，________．（答出兩點）

Answer 1

解：（1）高溫下，碳做還原劑時，生成CO，即2C+SiO2═2CO+Si．故答案為：2C+SiO2═2CO+Si
（2）利用沸點的不同提純SiHCl₃屬于蒸餾，故答案為：蒸餾
（3）濃硫酸是常用的干燥劑，裝置C需水浴加熱，目的是使SiHCl₃氣化，與氫氣反應(yīng)；SiHCl₃與過量的H₂在1000℃～1100℃反應(yīng)制得純硅，溫度太高，普通玻璃管易熔化；保證實驗成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴密；控制好溫度等；書寫化學(xué)方程式時，要注意配平．故答案為：①濃硫酸；使SiHCl₃氣化，與氫氣反應(yīng)；②SiHCl₃與過量的H₂在1000℃～1100℃反應(yīng)制得純硅，溫度太高，普通玻璃管易熔化；SiHCl₃+H₂=Si+3HCl；③裝置要嚴密；控制好溫度．
分析：根據(jù)題目給出的信息，高溫下，碳做還原劑時，碳和二氧化硅生成CO和硅；利用沸點的不同提純SiHCl₃屬于蒸餾；濃硫酸是常用的干燥劑，裝置C需水浴加熱，目的是加快反應(yīng)的速率；裝置D不能采用普通玻璃管的原因是溫度太高，普通玻璃管易熔化；保證實驗成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴密；控制好溫度等．
點評：本考點屬于物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備題，還考查了化學(xué)方程式的書寫．本題利用文字描述設(shè)計出相應(yīng)的實驗步驟，分步驟進行鑒別，解決本考點需要根據(jù)實驗現(xiàn)象，綜合分析，從而得出正確的結(jié)論，要注意知識的整體性．此考點主要出現(xiàn)在實驗題中．