题目内容

【题目】下面是改良西门子法生产多晶硅的工艺流程。

(1)用惰性电极电解饱和食盐水,写出常温下X与Z反应的化学方程式 。

(2)在合成SiHCl3的过程中,还会有生成副产物SiCl4。已知两物质的沸点分别为57.6℃和31.8℃,则提纯SiHCl3的方法是 。

(3)SiHCl3提纯后用H2还原:SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g)。不同温度及不同时,反应物X的平衡转化率关系如图图20-1所示。

X是 (填“H2”或“SiHCl3”)。

②上述反应的平衡常数K(1150℃) K(950℃)(填“>”、“<”或“=”)。

(4)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图20-2所示,电解时阳极的电极反应式为 。

【答案】

(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;

(2)蒸馏;

(3)①SiHCl3;②>;

(4)Si+4H--4e-=SiH4↑

【解析】

试题分析:(1)根据流程图,X为NaOH,Y和Z为氢气和氯气,常温下X与Z反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;

(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3,操作为蒸馏,故答案为:蒸馏;

(3)①两种反应物,增加其中一种,另一种物质的转化率增大,自身的转化率反而减小,横坐标表示氢气的量增多,所以纵坐标表示的转化率提高应为SiHCl3,故答案为:SiHCl3;

②当一定时,温度越高,SiHCl3的转化率高,即反应进行的程度大,所以高温时的化学平衡常数大,则该反应的平衡常数随温度升高而增大,即K(1150℃)>K(950℃);故答案为:>;

(4)此题类似于电解精炼铜的原理,用粗铜作为阳极,从图示知,H-移向阳极生成SiH4,电极反应式为Si+4H--4e-=SiH4↑,故答案为:Si+4H--4e-=SiH4↑。

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