Question

15．硅是信息高速公路的基石，通常以硅石（SiO₂＞99.0%、還有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃等）為主要原料制備，主要流程如圖所示．

（1）從硅石中得到粗硅的化學(xué)方程式是SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，粗硅含有的雜質(zhì)有鋁、鐵等．
（2）二氧化硅與焦炭在高溫下也能得到一種硬度僅次于金剛石的物質(zhì)金剛砂（化學(xué)式為SiC，Si為+4價），原理是SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑，該反應(yīng)中的氧化劑是碳．
（3）若A是氯氣，B是四氯化硅，精餾得到純凈SiCl₄，溫度應(yīng)控制的范圍是a（填序號）．

物質(zhì)	SiCl4	SiHCl3	FeCl3	AlCl3
熔點/℃	-70	-128.2	306	--
沸點/℃	57.6	31.85	315	181  升華

a.55～60℃b.180～200℃c.300～320℃
則精餾分離出的雜質(zhì)成分是FeCl₃、AlCl₃．
（4）若A是HCl，B是SiHCl₃，生產(chǎn)過程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是HCl．

Answer 1

分析 向硅石（SiO₂＞99.0%、還有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃等）中加焦炭，主要發(fā)生反應(yīng)SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，同時焦炭將Al₂O₃、Fe₂O₃還原為單質(zhì)鋁和鐵，向粗硅通A，則得到SiCl₄、FeCl₃、AlCl₃，再控制溫度精餾得到B：SiCl₄，若A是HCl，B是SiHCl₃，通入氫氣得到高純硅，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）從硅石中得到粗硅的化學(xué)方程式是SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，同時焦炭將Al₂O₃、Fe₂O₃還原為單質(zhì)鋁和鐵；
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；鐵；
（2）反應(yīng)SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑，C的化合價有升高到二氧化碳，也有降低到SiC，說明C既做氧化劑也做還原劑；
故答案為：碳；
（3）若A是氯氣，B是四氯化硅，精餾得到純凈SiCl₄，從表中數(shù)據(jù)可知，控制溫度55～60℃時，SiCl₄與 FeCl₃、AlCl₃分離；
故答案為：a；FeCl₃、AlCl₃；
（4）若A是HCl，B是SiHCl₃，向B中通氫氣發(fā)生反應(yīng)SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;溫度2\;}}{\;}$Si+3HCl，HCl可循環(huán)利用，故答案為：HCl．

點評 本題考查了學(xué)生的綜合分析能力，要求學(xué)生具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識，有解決實驗問題的能力，題目難度中等．