Question

4．作為推行“低碳經濟”的重要科技進步成果．太陽能光伏發電成為上海世博會的“亮點”．太陽能光伏發電最關鍵的材料是高純硅，生產高純硅的流程示意圖如下：

（1）寫出從粗硅到SiHCl₃的化學方程式Si+3HCl═SiHCl₃+H₂．
（2）“精餾”也是蒸餾的一種形式．通過蒸餾可把液體混合物分離開，原理是利用混合物各成分的沸點（填“熔點”或“沸點”）不同．
（3）整個制備過程必須達到無水無氧．在H₂還原SiHCl₃，過程中若混入O₂，可能引起的后果是硅被氧化得不到高純硅；發生爆炸．
（4）為了達到資源綜合利用的目的，上述生產流程中某些物質可循環使用，這些物質是H₂、HCl（填化學式）．
（5）石英砂的主要成分是SiO₂，含有少量雜質Al₂O₃．若要除去石英砂中少量的雜質，可選用的試劑是HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄（填化學式）．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒定律及提示來書寫化學方程式；
（2）用蒸餾法分離液態混合物，要求各組份的沸點不相同；
（3）根據氫氣與氧氣反應的情況和Si與氧氣反應的情況考慮；
（4）對照流程圖和物質A，進行分析即可；
（5）根據氧化鋁的性質來選擇合適的試劑進行除雜．

解答 解：（1）粗硅和HCl反應，生成SiHCl₃，同時還生成H₂，反應的方程式為：Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）蒸餾可把液體混合物分離，原理是利用混合物各成分的沸點不同；
（3）在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，還原出的Si會被再次氧化，得不到純凈的Si，氫氣與氧氣會發生反應并放出大量熱量，會引起爆炸．故整個制備過程必須達到無水無氧；
（4）根據生產流程中可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高純硅是兩個相反的過程，因此，這些過程中，H₂、HCl可以循環使用；
（5）氧化鋁可以和酸反應，而二氧化硅不能和酸反應，故可以用酸來除去二氧化硅中的氧化鋁；
故答案為：（1）Si+3HCl═SiHCl₃+H₂；
（2）沸點；
（3）硅被氧化得不到高純硅；發生爆炸；
（4）H₂、HCl；
（5）HCl 或 HNO₃ 或 H₂SO₄；

點評 此題主要是考查學生的綜合分析能力，不但要求學生具備有關物質的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．