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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:386 题号:5556930
工业上可用粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl=SiHCl3+H2,SiHCl3与过量的H21000℃~1100℃反应制得纯硅
有关物质的物理常数见下表:
物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3SiHCl3PCl5
沸点/℃57.712.831533.0
熔点/℃-70.0-107.2-126.5
升华温度/℃180300162
(1)粗硅与HCl反应完全后经冷凝得到的SiHCl3中含有少量SiCl4提纯SiHCl3可采用
___________的方法
(2)实验室也可用SiHCl3与过量干燥的H2反应制取纯硅,装置如下图所示(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_____________

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【推荐1】多晶硅是广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。以下是由石英砂制备多晶硅的简易过程。
   
回答下列问题:
(1)反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。反应②中生成SiHCl3的化学方程式为___________
(2)反应③氢化过程中所需的高纯度H2可通过电解精制的饱和食盐水制得,电解过程中同时生成一种黄绿色的气体和一种易溶、易电离的碱,电解反应的离子方程式是___________。粗盐水精制过程中,为有效除去Ca2+、Mg2+ 等杂质,要按___________顺序(填标号)加入下列溶液,过滤后再向滤液中加___________调节pH。
a.NaOH             b.Na2CO3 c.BaCl2
(3)反应④中H2还原SiHCl3过程中若混入O2,除可能引起爆炸外,还可能引起___________。由粗硅制备多晶硅的过程中,循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外,还有___________(填分子式)。
2023-07-10更新 | 149次组卷
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【推荐2】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:

物质

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸点/℃

57.7

12.8

315

熔点/℃

-70.0

-107.2

升华温度/℃

180

300

162


请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式______________________
(2)装置A中g管的作用是________;装置C中的试剂是________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是__________________________________
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
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【推荐3】某兴趣小组的同学设计的用与Mg反应制备少量单质硅的实验流程如下:

已知:①(易自燃)。
②量气管的刻度上端为0,下端为50.00mL。
回答下列问题:
(1)用于盛装与镁粉反应的坩埚的材质适宜为___________(填“陶瓷”“玻璃”或“铁”)。
(2)步骤②的除杂装置如图甲所示,除杂必须在气氛中的原因是___________,将步骤①反应后的固体冷却并迅速转移至小烧杯中,加入足量盐酸,反应完成时的现象是___________

(3)测定产品中硅的纯度(利用Si与NaOH溶液反应产生氢气的体积进行换算):
①该反应的化学方程式为___________
②称取一定量的产品硅,加入圆底烧瓶中,如图乙所示,向其中加入足量NaOH溶液,测量产生氢气的体积涉及如下步骤,正确的顺序是___________(填字母)。
a.读数          b.冷却到室温          c.调节使量气管液面与球形漏斗中的液面相平
③称取wg产品,利用装置乙测定产品纯度,反应前量气管液面读数为,反应后量气管液面读数为(实验数据均转化为标准状况下),则产品的纯度为___________(列出计算式)。
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