Question

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)如下：

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

（1）石英砂、純堿和石灰石（2分）
（2）①SiO₂ + 2CSi + 2CO↑（2分）、SiO₂ + 3CSiC + 2CO↑（2分）
②Si + 3HClSiHCl₃ + H₂（2分）
（3）蒸餾（1分）   H₄SiO₄（或H₂SiO₃）、H₂、HCl（2分，答不全，少一種扣一分，但有錯不給分）
（4）SiHCl₃ + H₂ Si + 3HCl （2分）
（5）H₂、HCl（2分）

解析試題分析：（1）生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有石英砂、純堿和石灰石
（2）①石英砂的主要成分是SiO₂，與C可能的反應(yīng)有：SiO₂ + 2CSi + 2CO↑、SiO₂ + 3CSiC + 2CO↑
②粗硅生成SiHCl₃的化學(xué)反應(yīng)方程式為Si + 3HClSiHCl₃ + H₂
（3）硅的氯化物的熔點相差較大且互溶，所以采用蒸餾的方法可提純SiHCl₃，從元素的種類上分析SiHCl₃完全水解的產(chǎn)物有H₄SiO₄（或H₂SiO₃）、H₂、HCl
（4）還原爐中發(fā)生的反應(yīng)是氫氣還原SiHCl₃，化學(xué)方程式為SiHCl₃ + H₂ Si + 3HCl
（5）氯堿工業(yè)的產(chǎn)品有H₂、Cl₂、NaOH，所以為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料是H₂、HCl
考點：考查化工生產(chǎn)中硅元素的利用，生產(chǎn)玻璃的原料、高純硅的制取，化學(xué)方程式中的產(chǎn)物分析