Question

18．晶體硅是一種重要非金屬材料．制備純硅的主要步驟如下：
①在高溫下，用碳還原SiO₂制得含碳、脈石（主要成份為SiO₂）等雜質(zhì)的粗硅
②將粗硅在高溫下與Cl₂反應(yīng)生成SiCl₄
③將分餾提純后的SiCl₄用H₂還原以得到高純硅
用化學(xué)方程式表示上述制備過程
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Si（粗）+2CO↑．
②Si+2Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄．
③SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl．
步驟③過程中所用H₂，工業(yè)上可用粗硅與NaOH溶液反應(yīng)制備，反應(yīng)化學(xué)方程式為Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑．

Answer 1

分析 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粗硅與干燥的Cl₂反應(yīng)制得SiCl₄；
③SiCl₄被過量的H₂在1 000～1 100℃時(shí)還原制得純硅；
步驟③過程中所用H₂，工業(yè)上可用粗硅與NaOH溶液反應(yīng)制備，硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣；

解答 解：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：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
②粗硅與干燥的Cl₂反應(yīng)制得SiCl₄：Si+2C1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄
 故答案為：Si+2C1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl₄．
③SiCl₄被過量的H₂在1 000～1 100℃時(shí)還原制得純硅：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl，
故答案為：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+4HCl．
步驟③過程中所用H₂，工業(yè)上可用粗硅與NaOH溶液反應(yīng)制備，硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑，
故答案為：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑；

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查制取純硅過程中H₂還原SiCl₄的實(shí)驗(yàn)，解題過程中要充分利用題干所給信息，化學(xué)方程式書寫，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．