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)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有                     

(2)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工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为                       

②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式                              

(3)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       ;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为       

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

(4)还原炉中发生的化学反应为:                                

(5)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)石英砂、纯碱和石灰石(2分)

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

②Si + 3HClSiHCl3 + H2(2分)

(3)蒸馏(1分)   H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(2分,答不全,少一种扣一分,但有错不给分)

(4)SiHCl3 + H2 Si + 3HCl (2分)

(5)H2、HCl(2分)

题目分析:(1)生产普通玻璃的主要原料有石英砂、纯碱和石灰石

(2)①石英砂的主要成分是SiO2,与C可能的反应有:SiO2 + 2CSi + 2CO↑、SiO2 + 3CSiC + 2CO↑

②粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式为Si + 3HClSiHCl3 + H2

(3)硅的氯化物的熔点相差较大且互溶,所以采用蒸馏的方法可提纯SiHCl3,从元素的种类上分析SiHCl3完全水解的产物有H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl

(4)还原炉中发生的反应是氢气还原SiHCl3,化学方程式为SiHCl3 + H2 Si + 3HCl

(5)氯碱工业的产品有H2、Cl2、NaOH,所以为上述工艺生产提供部分原料是H2、HCl

判断题
多项选择题