Question

硅在地殼中的含量較高，硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。回答下列問題：

（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，其中生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有????????????????????? 。

（2）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：

①工業(yè)上用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱到1600℃-1800℃除生成粗硅外，也可以生產(chǎn)碳化硅，則在電弧爐內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為??????????????????????? 。

②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化學(xué)反應(yīng)方程式?????????????????????????????? 。

（3）有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和??????? ；SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為??????? 。

物質(zhì)	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸點(diǎn)/℃	2355	57.6	31.8	8.2	-30.4	-84.9	-111.9

 

（4）還原爐中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：???????????????????????????????? 。

（5）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是??????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）石英砂、純堿和石灰石（2分）

（2）①SiO2 + 2CSi + 2CO↑（2分）、SiO2 + 3CSiC + 2CO↑（2分）

②Si + 3HClSiHCl3 + H2 （2分）

（3）蒸餾（1分）?? H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl（2分，答不全，少一種扣一分，但有錯(cuò)不給分）

（4）SiHCl3 + H2 Si + 3HCl （2分）

（5）H2、HCl（2分）

【解析】

試題分析：（1）生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有石英砂、純堿和石灰石

（2）①石英砂的主要成分是SiO2，與C可能的反應(yīng)有：SiO2 + 2CSi + 2CO↑、SiO2 + 3CSiC + 2CO↑

②粗硅生成SiHCl3的化學(xué)反應(yīng)方程式為Si + 3HClSiHCl3 + H2

（3）硅的氯化物的熔點(diǎn)相差較大且互溶，所以采用蒸餾的方法可提純SiHCl3，從元素的種類上分析SiHCl3完全水解的產(chǎn)物有H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl

（4）還原爐中發(fā)生的反應(yīng)是氫氣還原SiHCl3，化學(xué)方程式為SiHCl3 + H2 Si + 3HCl

（5）氯堿工業(yè)的產(chǎn)品有H2、Cl2、NaOH，所以為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料是H2、HCl

考點(diǎn)：考查化工生產(chǎn)中硅元素的利用，生產(chǎn)玻璃的原料、高純硅的制取，化學(xué)方程式中的產(chǎn)物分析