问题 填空题

硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:

(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是       

(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产普通玻璃的主要原料有     

(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为      ;碳化硅又称       ,其晶体结构与      相似。

②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和     

物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4
沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9
 

③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为       

(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是       

答案

(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁);

(2)石英砂、纯碱和石灰石;

(3)①SiO2+3CSiC+2CO↑;金刚砂;金刚石(或单晶硅);

②精馏(或蒸馏)③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl

(4)H2、HCl

(1)加热石英砂、木炭、铁,得到一种金属,说明了这种金属是合金。即含硅、炭的铁的合金;

(2)生成玻璃的原料是石英砂、纯碱和石灰石;

(3)在电炉里发生反应,除生成硅外,还可能生成SiC,SiO2+3CSiC+2CO,碳化硅又名金刚砂,它的结构与金刚石相似。得到的硅是粗硅与HCl的反应,得到一系列化合物,由于沸点存在着差异,可以采取蒸馏的方法分离得到SiHCl3,SiHCl3易水解,生成硅酸和HCl、H2;上述工艺需要HCl和H2,方程式是SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑,这些都可以通过氯碱工业上提供。

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