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:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3: Si + 3HCl SiHCl3 + H2
③ SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量
SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为:
。
(3)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装置B中的试剂是 ,装置C中的烧瓶需要加热,
其目的是: 。
②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 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
(1)
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸; 使滴入烧瓶中的 SiHCl3 气化
②在反应温度下,普通玻璃会软化;SiHCl3 +H2 Si +3HCl
③排尽装置中的空气