Question

13．在半導(dǎo)體工業(yè)中有這樣一句行話：“從沙灘到用戶”．高純硅是電子信息工業(yè)的關(guān)鍵材料，目前我國(guó)制備高純硅主要采用三氯氫硅氫還原法，其主要工藝流程如圖所示：

（1）在制取粗硅的反應(yīng)①中，焦炭的作用是作還原劑；制取高純硅的反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型是置換反應(yīng)．
（2）在反應(yīng)①中得到的粗硅含有鐵、鋁、碳等雜質(zhì)，酸浸的目的是除去鐵、鋁等金屬雜質(zhì)．
（3）精餾原理和蒸餾原理相同，該原理是利用混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，用加熱的方法將不同沸點(diǎn)物質(zhì)分離．
（4）寫出反應(yīng)①和反應(yīng)③的化學(xué)方程式：
反應(yīng)①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO；
反應(yīng)③Si+3HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂．

Answer 1

分析 硅石在高溫下與碳發(fā)生反應(yīng)得到粗硅，粗硅的主要成分為硅，粗硅經(jīng)酸浸得到工業(yè)粗硅，在干燥HCl氛圍中加熱得到SiHCl₃，然后精餾得到純凈的SiHCl₃，在高溫下與氫氣反應(yīng)可生成硅，為高純硅，結(jié)合對(duì)應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求解答該題．

解答 解：（1）碳和二氧化硅反應(yīng)生成硅，碳起到還原劑的作用，制取高純硅的反應(yīng)⑤中氫氣置換出硅，為置換反應(yīng)，故答案為：作還原劑；置換反應(yīng)；
（2）在反應(yīng)①中得到的粗硅含有鐵、鋁、碳等雜質(zhì)，加入酸，可除去鐵、鋁等金屬雜質(zhì)，故答案為：除去鐵、鋁等金屬雜質(zhì)；
（3）精餾與蒸餾原理一樣，都是利用混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，用加熱的方法將不同沸點(diǎn)物質(zhì)分離，故答案為：利用混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，用加熱的方法將不同沸點(diǎn)物質(zhì)分離；
（4）反應(yīng)①為SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO，反應(yīng)③為Si+3HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂，故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO；Si+3HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查了硅及其化合物的有關(guān)知識(shí)，注意粗硅的提純反應(yīng)原理，題目難度中等，題目有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>