20.工業(yè)上硅有多種生產(chǎn)路線,其中一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖如圖:

已知:①流化床反應(yīng)器中的主反應(yīng):Si+3HCl$\frac{\underline{\;250-300℃\;}}{\;}$SiHCl3+H2;
②還原爐中的主反應(yīng):SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1100-1200℃\;}}{\;}$Si+3HCl;
③SiHCl3極易水解:SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑.
(1)電弧爐中生成單質(zhì)硅的化學(xué)方程式為SiO2+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑.若焦炭過量,則造成的不利后果是SiO2+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑.
(2)電弧爐中已經(jīng)得到單質(zhì)硅,但仍要進(jìn)行后續(xù)操作的目的是粗硅提純.
(3)整個操作流程都要隔絕空氣,原因是硅在高溫下與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅(寫出一條即可).
(4)上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是氯化氫.所用氯化氫可由氯堿工業(yè)提供,假定生產(chǎn)過程無損傷,也沒有副反應(yīng)發(fā)生,則生產(chǎn)1t高純硅,理論上需要2.1t(精確到0.1)NaCl,即可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn).

分析 (1)二氧化碳與碳在高溫下生成粗硅和一氧化碳;
(2)電弧爐得到的硅為粗硅,為提純?nèi)砸M(jìn)行后續(xù)操作;
(3)硅在高溫下與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅;
(4)依據(jù)粗硅提純過程分析解答,依據(jù)原子個數(shù)守恒可知NaCl~HCl~Si,據(jù)此計算需要氯化鈉的質(zhì)量.

解答 解:(1)二氧化碳與碳在高溫下生成粗硅和一氧化碳,化學(xué)方程式:SiO2+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑,若焦炭過量二氧化硅和碳在高溫的條件下反應(yīng)生成碳化硅和一氧化碳,化學(xué)方程式:SiO2+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑;
故答案為:SiO2+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑;SiO2+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑;
(2)電弧爐得到的硅為粗硅,為提純?nèi)砸M(jìn)行后續(xù)操作;
故答案為:提純粗硅;
(3)硅在高溫下與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅,所以整個操作流程都要隔絕空氣;
故答案為:硅在高溫下與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅;
(4)從粗硅提純過程①流化床反應(yīng)器中的主反應(yīng):Si+3HCl$\frac{\underline{\;250-300℃\;}}{\;}$SiHCl3+H2
②還原爐中的主反應(yīng):SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1100-1200℃\;}}{\;}$Si+3HCl;
可知氯化氫在反應(yīng)中可以循環(huán)使用;
依據(jù)關(guān)系式可得:
NaCl~HCl~Si
58.5       28
m         1T       
解得m≈2.1T,
故答案為:氯化氫;2.1.

點(diǎn)評 本題以粗硅的制備和提純的工藝流程,考查了方程式的書寫、有關(guān)方程式的計算,明確物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵,題目難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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10.下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是( 。
A.中子數(shù)為20的氯原子:${\;}_{17}^{20}$Cl
B.苯的結(jié)構(gòu)簡式:C6H6
C.H2CO3的電離方程式:H2CO3?2H++CO32-
D.過氧化鈣(CaO2)的電子式:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.化學(xué)與社會生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列做法錯誤的是( 。
A.太陽能電池板中的硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界位置
B.提倡步行、騎自行車、乘公交車等“低碳”出行方式
C.明礬在自來水的生產(chǎn)過程中,常用于殺菌消毒
D.開發(fā)利用各種新能源,減少對化石燃料的依賴,可以降低空氣中PM2.5的含量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.反應(yīng)4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),經(jīng)2min,B的濃度減少0.6mol•L-1,對此反應(yīng)速率的表示正確的是 ( 。
A.用A表示的反應(yīng)速率為0.4 mol•L-1•min-1
B.分別用A、B、C、D表示的反應(yīng)速率其比值為4:3:2:1
C.在2 min末的反應(yīng)速率,用B表示是0.3 mol•L-1•min-1
D.在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率都是逐漸減小的

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.在一個容積固定的密閉容器中充入NO、O2,使其發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)之后向該容器中加入Ar,分析化學(xué)反應(yīng)速率如何變化?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.在0.5mol Na2SO4中,含有的氧原子個數(shù)約為( 。
A.1.204×1024B.0.5C.6.02×1023D.3.01×1023

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

12.有A、B、C、D四種原子,它們核內(nèi)質(zhì)子數(shù)依次增加1個,B和D原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù).A和C核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少1,B原子核外有10個電子,則A、B、C、D核內(nèi)中子數(shù)依次是:A10、B10、C11、D12.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

9.一定條件下,80mL氣體A2跟40mL氣體B2恰好完全反應(yīng),生成80mL氣體C(體積均在相同條件下測定).則C的化學(xué)式為A2B,其推斷的依據(jù)是相同條件、同一化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的體積之比等于其計量數(shù)之比.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.將200mL 0.3mol•L-1的NaOH溶液和100mL 0.6mol•L-1的NaOH溶液混合,如果不考慮混合時體積的變化,所得溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度(單位:mol•L-1)為( 。
A.0.3B.0.4C.0.45D.0.6

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同步練習(xí)冊答案