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关键字
无机综合实验|
题型
非选择题
题干
半导体工业需要高纯硅,粗硅中含有SiO2、Fe2O3、CuO、C等杂质,提纯硅的方法比较多,其中三氯氢硅(有一定毒性)氢还原法和四氯化硅氢还原法应用较为广泛,下面是实验室模拟工业上三氯氢硅氢还原法的基本原理:

已知:①Si+3HClSiHCl3+H2(主要反应)
Si+4HClSiCl4+2H2(次要反应)
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
②典型硅的重要化合物的部分性质如下表:
  熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
SiHCl3
-127
33
易溶于多数有机溶剂
SiCl4
-23
77
易溶于多数有机溶剂
(1)粗硅在提纯前,需要进行酸、碱预处理,其目的是_________________________________。
(2)下列装置在实验室可用于制备HCl气体的是_____(填字母代号)。

(3)在1100~1200℃条件下,利用图B在石英管中可以获得硅,写出该反应的方程式_______;其烧杯中水的作用是__________________________;该装置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是_________。
(4)三氯氢硅氢还原法用SiHCl3在图B中制硅,不足之处有_______________(任意回答一点即可)。
(5)SiCl4与氢气反应也能得到硅,但反应所需温度不同,在工业上往往将三氯氢硅中混入的SiCl4分离后再与氢气反应,你认为最好的分离方法是______________。
(6)工业上如果用四氯化硅氢还原法制硅,其原理如下:该方法与用三氯氢硅氢还原法比较,其缺点至少有两处,分别是_________________。
答案
(1)除去粗硅中SiO2、Fe2O3、CuO等杂质  
(2)a、b  SiHCl3+H2Si+3HCl   
(3)加热SiHCl3,以便使之变成蒸汽进入石英管   反应温度较高,普通玻璃不能承受该高温   
(4)没有进行尾气处理   
(5)蒸馏   
(6)使用了有毒气体;三氯氢硅氢还原法中HCl和H2可以直接循环利用,节约了成本,而四氯化硅氢还原法中没有可循环利用的原料   

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