工业上用硅石为原料，制备高纯多晶硅的流程如下：有关性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃其他SiHCl3-126.5℃33.0易与水强烈反应，空气中易自然SiCl4-7057.6易

Question

工业上用硅石为原料，制备高纯多晶硅的流程如下：

有关性质如下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
SiHCl3	-126.5℃	33.0	易与水强烈反应，空气中易自然
SiCl4	-70	57.6	易水解
HCl	-114.2	-84.7

（1）制备粗硅的化学反应方程式为___；硅的一种重要用途是___．
（2）第②步经冷凝得到的SiHCl₃中含有少量SiCl₄和HCl，提纯SiHCl₃采用的方法是___；尾气中含有少量SiCl₄和HCl，可通过___溶液除去．
（3）实验室用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①需要加热的装置有___（填序号）；如无装置B则C中能发生的副反应方程式是___．
②制备实验操作成功的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及实验开始时先___；反应一段时间后，装置D中观察到的现象是___．
（4）粗硅中一般含有微量铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，为鉴定硅中是否含铁，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后加入的最佳试剂是：___（填写字母代号）．
a．碘水  b．氯水  c．NaOH溶液  d．KSCN溶液  e．Na₂SO₃溶液．

Answer 1

在高温条件下，C和硅石发生置换反应生成Si，反应方程式为SiO₂+2C(高温.)/()Si+2CO↑；得到的粗硅用干燥的氯化氢在加热条件下发生反应，反应方程式为Si+3HCl(300℃.)/()SiHCl₃+H₂，然后在高温条件下将SiHCl₃和过量氢气发生还原反应，反应方程式为SiHCl₃+H₂(高温.)/()Si+3HCl，从而得到纯硅；
（1）高温条件下，硅和C发生置换反应生成Si，反应方程式为；Si能作半导体材料（制造晶体管、集成电路）（硅整流器和太阳能电池）（变压器铁芯）等，
故答案为：SiO₂+2C(高温.)/()Si+2CO↑；半导体材料（制造晶体管、集成电路）（硅整流器和太阳能电池）（变压器铁芯）等；
（2）第②步经冷凝得到的SiHCl₃中含有少量SiCl₄和HCl，SiHCl₃易与水强烈反应，空气中易自然，四氯化硅易水解，所以应该采用蒸馏方法分离提纯；SiCl₄和HCl能和NaOH溶液反应而用NaOH溶液除去，所以用NaOH处理尾气，故答案为：蒸馏；NaOH（碱）；
（3）稀硫酸和Zn反应生成氢气，该反应是放热反应，所以生成的氢气中含有水蒸气，SiHCl₃易与水强烈反应，为了防止SiHCl₃与水反应，通入C中的氢气应该用浓硫酸干燥，所以浓硫酸的作用是作干燥剂；加热C装置能SiHCl₃转化为蒸气，且氢气和SiHCl₃充分混合，则D装置中SiHCl₃和氢气发生置换反应生成单质Si，尾气中含有HCl等气体，用碱液吸收；
①C装置加热时分液漏斗中的液体转化为气体；D装置加热使SiHCl₃和氢气发生置换反应生成单质Si，所以需要加热的装置是CD；
SiHCl₃易和水发生水解反应，如果没有B装置，生成的氢气中含有水蒸气，发生的反应为SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+H₂↑+3HCl；
故答案为：CD；SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+H₂↑+3HCl；
②氢气属于易燃气体，和氧气混合在加热条件下易产生爆炸，所以实验开始前应该通一段时间H₂，将装置中的空气排尽；
装置加热使SiHCl₃和氢气发生置换反应生成单质Si，所以D中看到的现象是有固体物质生成（石英管的内壁附有灰黑色晶体）；
故答案为：通一段时间H₂，将装置中的空气排尽；有固体物质生成（石英管的内壁附有灰黑色晶体）；
（4）铁与盐酸反应产生Fe²⁺，其检验方法常采用先将Fe²⁺氧化为Fe³⁺然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验，故选bd．