Question

（10分）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)如圖：

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/℃	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

（10分）

（1）純堿、石英、石灰石．（1分）

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

②Si+3HClSiHCl3+H2．（2分）

（3）精餾（或蒸餾）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl．（各1分）

（4）SiHCl3+H2Si+3HCl．（2分)

（5）H2、HCl．（1分）

【解析】

試題分析：（1）生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有純堿、石英、石灰石；

（2）①二氧化硅與焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成粗硅或碳化硅，化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑；

②粗硅與氯化氫高溫反應(yīng)生成生成SiHCl3和氫氣，化學(xué)方程式為Si+3HClSiHCl3+H2

（3）根據(jù)混合物中物質(zhì)的沸點的不同，把沸點為31.8℃的物質(zhì)蒸餾出來可得到SiHCl3，所以工藝操作依次是沉降、冷凝和蒸餾；SiHCl3極易水解，根據(jù)SiHCl3中元素的化合價可知其完全水解的產(chǎn)物為H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；

（4）還原爐內(nèi)，氫氣與SiHCl3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Si和HCl，化學(xué)方程式為SiHCl3+H2Si+3HCl；

（5）上述反應(yīng)中需要氫氣和HCl，而氯堿工業(yè)可以得到氫氣和氯氣，所以可提供氫氣和HCl。

考點：考查對工藝流程的分析，化學(xué)方程式的書寫