高中化学试题解析46

高中化学试题解析46

1、晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下：

粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：

经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃下反应制得纯硅。

回答相关问题：

(1)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到SiHCl3(沸点为33 ℃)，只含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为－84.7 ℃)，提纯SiHCl3的方法为________。

(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去)：

在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞，目的是_______。

C装置中烧瓶需要加热，采用的方法是_______。

答案：

(1)蒸馏

(2)排出装置内的空气，以防爆炸

水浴加热

分析：

实验目的是制取纯硅，实验原理是将粗硅用HCl转化成三氯硅烷，再用氢气还原三氯硅烷得到纯硅。  

三氯硅烷与其它杂质的沸点相差较大，所以可用蒸馏的方法进行分离，得到纯净的三氯硅烷。

在A装置中制取氢气，在B中进行干燥除去水分，防止干扰后面的反应。加热石英管之前，还要用氢气将装置内的空气排尽，防止氧气等的影响。

在C中将三氯硅烷的液体从分液漏斗中放入圆底烧瓶，并加热烧瓶让三氯硅烷蒸发，由于其沸点为33℃较低，所以使用水浴加热，方便控制加热的温度。

再将石英管加热到高温，让氢气还原三氯硅烷得到纯净的硅。

多余的氢气要进行尾气处理，防止产生安全事故。

2、形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石。

是一种四面体形的离子(属于硅酸根离子)，其结构可用图a表示，硅原子位于该四面体体心，四个氧原子各占一个顶点。图b和图c则是复合硅酸根离子中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个硅氧四面体a通过共用氧原子的形式构成。

(1)b的化学式为_______。  

(2)若一个单环状离子中Si原子数为n(n≥3)，则其化学式为____。

(3)绿柱石是铍、铝的此类硅酸复盐，其化学式中含6个硅原子，该复盐的化学式是_____。

答案：

分析：

与b、c同系列的硅酸根离子，均由若干个（设为n个）硅氧四面体构成。

每个硅氧四面体与另两个硅氧四面体通过两个氧原子相连，这样每个硅氧四面体单元平均有1个Si原子、3个O原子（其中共用的2个O原子按均摊法有1/2属于该四面体），并带两个单位的负电荷（2个未共用的O原子各得一个电子），即每个硅氧四面体单元为：

这样b相当3个硅氧四面体单元，c相当于6个硅氧四面体单元，通式为n个硅氧四面体单元：

c与Be、Al形成复盐，其电荷须守恒。设Be原子数为x，Al原子数为y，其电荷总数为12，则有2x＋3y＝12，讨论不定方程可得x＝3、y＝2，其化学式为：

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