【高考备考】从5道高考化学真题看＂高纯硅＂ —— 一轮复习必备模型

（1）制备SiHCl₃时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为_____；判断制备反应结束的实验现象是_____。图示装置存在的两处缺陷是_____。

（2）已知电负性Cl > H > Si, SiHCl₃在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为_____。

（3）采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl₃纯度。

m₁ g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①_____，②_____(填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m₂ g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含m₁ g、m₂ g的代数式表示)。

2023湖北

二、必备知识整合

1. 工业制备"三步法"工艺路线

2. 核心方程式（一轮必背）

3. 性质与结构（选择题高频）

• 晶体硅
  ：共价晶体（原子晶体），空间网状结构，熔点 1412 ℃，半导体。
• 1 mol Si 含 2 mol Si—Si 键
  （每个 Si 连 4 个，每键被 2 个共用，4×½=2），即 2N_A。
• SiHCl₃
  ：无色液体，沸点 31.8 ℃，熔点 −126.5 ℃，易水解，分子晶体。
• 分离提纯
  ：利用 SiHCl₃（31.8 ℃）与 SiCl₄（57.6 ℃）等沸点差异精馏。
• 价电子排布
   3s²3p²；单质 Si 及 SiCl₄ 中 Si 均为 sp³ 杂化。

4. 反应原理（原理综合题）

• SiHCl₃(g)+H₂(g)⇌Si(s)+3HCl(g)：正向气体分子数增多（2→3），减压有利于正向、提高 Si 产率。
• 生成 SiHCl₃：Si+3HCl→SiHCl₃+H₂，气体 3→2，熵减。
• Kp 表达式：Kp = p³(HCl) ⁄ [ p(SiHCl₃)·p(H₂) ]。

5. 实验要点（山东卷核心）

• 先查装置气密性；通 HCl 排尽空气后加热。
• SiHCl₃ 易水解 → C、D 之间加干燥装置；多余 H₂ 需处理（点燃或收集），NaOH 不吸收 H₂。
• 冷凝管：SiHCl₃ 易残留于球形冷凝管，宜用直形冷凝管。
• 纯度测定：水解 → 灼烧得 SiO₂ → 干燥器冷却称量 → 纯度 = ^{135.5·m(SiO₂)}⁄_60·m(样)。

三、一轮复习三大模型

模型1「三步法」工艺模型：工业粗制（降杂质）→ 中间体提纯（精馏/蒸馏）→ 高纯还原。任何"高纯××"题都可套：粗产品 → 易挥发中间体 → 精馏 → 还原。

模型2「性质—制备—定量」实验模型：易水解 → 全程防水；沸点低 → 冷凝收集；纯度 → 灼烧称重（关系式法）。

模型3「结构—性质—用途」三重表征：共价晶体 → 高熔沸点/半导体 → 芯片、太阳能电池；价电子 3s²3p²、sp³ 杂化、Si—Si 键数目是结构题固定考点。

小结：高纯硅题的本质 = "工艺路线 + 物质性质 + 结构/原理"三位一体。把"三步法"工艺、SiHCl₃ 的易水解与低沸点、Si 的共价晶体与 sp³ 杂化、平衡中的压强影响这四个锚点记牢，5 年真题都能解。