工业上由SiCl4制备高纯硅时.不使用钠.镁等活泼金属做还原剂.而是用氢气作还原剂其原因是 [ ] A．钠或镁等活泼金属的价格昂贵.成本高 B．钠或镁等活泼金属的还原性不及氢气强 C．钠或镁等金属可能与硅形成合金或残留在硅中 D．钠或镁的熔点没有硅高题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

工业上由SiCl₄制备高纯硅时，不使用钠、镁等活泼金属做还原剂，而是用氢气作还原剂其原因是
[　　]
A．	钠或镁等活泼金属的价格昂贵，成本高
B．	钠或镁等活泼金属的还原性不及氢气强
C．	钠或镁等金属可能与硅形成合金或残留在硅中
D．	钠或镁的熔点没有硅高

答案：C

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工业生产粗硅的主要原理为：SiO₂+2C

Si(粗)+2CO↑。

(1)若在制粗硅的过程中同时生成了碳化硅，且生成的硅和碳化硅的物质的量之比为5∶1，则参加反应的C和SiO₂的质量比为____________。

(2)工业上可通过如下流程由粗硅制取纯硅：

Si(粗)SiCl₄(l) Si(纯)

若上述反应中Si(粗)和SiCl₄的利用率均为80%，制粗硅时有10%的SiO₂转化为SiC，则生产100.8 t纯硅需纯度为75%的石英砂多少吨？

(3)工业上还可以通过下图所示的流程来制取纯硅：

反应①：Si(粗)+3HCl(g) SiHCl₃(l)+H₂(g)

反应②：SiHCl₃+H₂Si(纯)+3HCl

假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率为75%，反应②中H₂的利用率为80%，则在下轮次的生产中，需补充投入HCl和H₂的体积比为多少？

工业生产粗硅的主要原理为：SiO₂+2C^3273KSi(粗)+2CO↑。

（1）若在制粗硅的过程中同时生成了碳化硅，且生成的硅和碳化硅的物质的量之比为5∶1，则参加反应的C和SiO₂的质量比为 ?? 。

（2）工业上可通过如下流程由粗硅制取纯硅：

+氢气

+氯气

提纯

Si(粗) SiCl₄(l) Si(纯)

若上述反应中Si(粗)和SiCl₄的利用率均为80%，制粗硅时有10%的SiO₂转化为SiC，则生产100.8t纯硅需纯度为75%的石英砂多少吨？

（3）工业上还可以通过下图所示的流程来制取纯硅：

反应①： Si(粗)+3HCl(g)^553~573KSiHCl₃(l)+H₂(g)

反应②： SiHCl₃+H₂^1373KSi(纯)+3HCl

假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①中HCl的利用率为75%，反应②中H₂的利用率为80%，则在下轮次的生产中，需补充投入HCl和H₂的体积比为多少？

（三选一）【选修3：物质结构与性质】
硅与金刚砂（SiC）是两种重要的工业产品，它们都可由二氧化硅与碳反应制得。

（1）由SiO₂生成SiC的化学方程式是_________________。氮化硅（Si₃N₄）也是一种高硬度高沸点的物质，其制备方法是在H₂的保护下，使SiCl₄与N₂反应沉积在石墨表面，形成一层致密的氮化硅层，写出该反应的化学方程式_______________________。
（2）基态Si原子的价电子排布式为________；Si与C相比，电负性较大的是_________（填元素符号）。
（3）从原子轨道重叠的角度，X分子中含有的化学键是____________，X可与氧气反应生成Y，Y分子的中心原子杂化轨道类型是__________，键角是_____________。SiO₂与HF溶液反应可以生成一种气态物质，该物质的立体构型为__________________。
（4）SiC的一种晶体与晶体硅的结构相似，其中C原子和Si原子的位置是交替的，在SiC中最小的环上有________个原子，SiC与晶体硅相比，_________熔点较高，原因是______________________________ 。
（5）生铁中存在着碳铁化合物。若铁晶体的晶胞结构如图，铁的密度是dg/cm³，则铁原子的半径是_________cm。（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）。

氮化硅是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度达到8× 10⁴～10×10⁴ N·cm^-2，并且在1200℃高温下不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料30%左右，热转换率提高到40%～ 50%。粉末状的氮化硅可以由SiCl₄的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定，但若将粉末状的氮化硅和适量的MgO在230×1.01×10⁵Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且在空气和水中都十分稳定的高温结构材料。氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸以外，它不与其他无机酸反应。
(1)根据元素周期律和元素周期表知识，请写出氮化硅的化学式_____________。
(2)写出由SiCl₄和NH₃反应制备氮化硅的化学反应方程式：______________。过去，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃ 反应制氮化硅，现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，也可制得较高纯度的氮化硅，其反应方程式为____________。
(3)分别写出粉末状氮化硅与氢氟酸、H₂O、O₂反应的化学方程式____________。
(4)推测该氮化硅陶瓷被腐蚀的化学反应方程式____________。
(5)试思考说明为什么结构紧密的氮化硅不受H₂O、O₂的侵蚀________________。