Question

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	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸点/℃	2355	57.6	31.8	8.2	-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??????? 。

 

Answer 1

【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）

【解析】

试题分析：（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

考点：考查化工生产中硅元素的利用，生产玻璃的原料、高纯硅的制取，化学方程式中的产物分析