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1、名校名 推荐专题讲座 ( 八)硅单质的精制 例 1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：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；300粗硅与干燥的HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si 3HCl =SiHCl 3 H2；SiHCl3与过量H 在 1 000 1 100反应制得纯硅。已知SiHCl能与 H O 剧烈反应，在空232气中易自燃。请回答下列问题：(1)第步制备粗硅的化学方程式为_ 。(2)用 SiHCl3与过量 H 反应制备纯硅的装置如图所示( 热源及夹持装置均已略去) ：2 装 置 B中 的 试 剂 是 _ ， 装 置 C中 的 烧 瓶 需 要 加 热 ， 其 目 的 是

2、_ 。反应一段时间后，装置 D 中观察到的现象是_，装置 D 不能采用普通玻璃管的原因是 _， 装置D中 发生 反应 的化学方程式 为_ 。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置气密性，控制好反应温度以及_。解析： (1) 在高温条件下，用C还原 SiO2 生成 Si 和 CO。(2) 因为由 Zn、稀硫酸制得的H2 中会混有少量 H O，而 SiHCl3能与 H O 剧烈反应，所以要对 H 进行干燥，根据装置应选择液态干燥剂222浓硫酸。 装置 C用水浴加热 SiHCl使其汽化，和 H 进入装置 D反应，因为 SiHCl与 H 在 1 00032321 100 下反应，温度很高，

3、普通玻璃会软化，因此不能使用普通玻璃管。因为SiHCl 3 在空气中易自燃，实验中还要注意先通一段时间H2 以排尽装置中的空气。高温答案： (1)SiO 2 2C=Si 2CO(2) 浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl 3 汽化有固体物质生成在此反应温度下，普通玻1 000 1 100璃会软化SiHCl 3 H2=Si 3HCl排尽装置中的空气 例? 工业上可利用石英砂生产粗硅，其主要原理为高温粗 ) 2CO。SiO22C=Si(工业上可通过如图所示流程由粗硅进一步制得纯硅：- 1 -名校名 推荐(1) 反应 a 的化学方程式为Si( 粗) 3HCl(g)573K以上 H2(g) ，反应 b 的化

4、学方程= SiHCl 3(l)式为 _ 。(2) 以上工艺中可循环使用的物质是_ 。(3) 若反应 a、b 中硅元素的利用率均为 80%，制粗硅时有 10%的 SiO2 转化为 SiC ，则生产 25.2吨纯硅需纯度为75%的石英砂 _吨。解析： (1) 根据流程图可知，反应b 的反应物为 SiHCl 3、 H2，生成物为 Si( 纯 ) 、HCl： SiHCl 31 357 K纯 ) 3HCl 。(2) 根据反应 a、b 可知，反应 a 产生的 H2 是反应 b 的反应物，反应 b H2 = Si(产生的 HCl 是反应 a 的反应物，所以H2、HCl 是可循环使用的物质。(3) 设生产 25.2 吨纯硅需纯m 75%25.2度为 75%的石英砂 m吨。由硅原子守恒，60 (1 10%)80%80%28 ，得

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