Question

【題目】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）1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”．這種“金屬”可能是 ．
（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料．其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有 ．
（3）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：

	發(fā)生的主要反應(yīng)
電弧爐	SiO2+2C Si+2CO↑
流化床反器	Si+3HCl SiHCl3+H2
還原爐	SiHCl3+H2 Si+3HCl

①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；碳化硅又稱 ， 其晶體結(jié)構(gòu)與相似．
②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)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 ．

物質(zhì)	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸點(diǎn)/℃	2355	57.6	31.8	8.2	﹣30.4	﹣84.9	﹣111.9

③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為 ．
（4）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

【答案】
（1）含有硅碳的鐵合金
（2）純堿、石英和石灰石
（3）SiO2+3C SiC+2CO↑；金剛砂；金剛石；精餾（或蒸餾）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl
（4）H2、HCl
【解析】解：（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，發(fā)生置換反應(yīng)，SiO2+2C Si+2CO↑，所以在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”．這種“金屬”可能是含有硅碳的鐵合金， 所以答案是：含有硅碳的鐵合金；（2）制造普通玻璃的主要原料是：純堿、石灰石和石英，在玻璃窯中強(qiáng)熱時(shí)的主要發(fā)生反應(yīng)：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑，所以答案是：純堿、石英和石灰石；（3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反應(yīng)中生成碳化硅，反應(yīng)為：SiO2+3C SiC+2CO↑，碳化硅又稱金剛砂，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，所以答案是：SiO2+3C SiC+2CO↑；金剛砂；金剛石；②利用沸點(diǎn)的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，SiHCl3（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點(diǎn)57.6℃）和HCl（沸點(diǎn)﹣84.7℃），由于沸點(diǎn)差別較大，可以通過精餾（或蒸餾）除去雜質(zhì)，所以答案是：精餾（或蒸餾）；③SiHCl3水解反應(yīng)方程式為：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氫氣和氯化氫，所以答案是：H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；（4）氯堿工業(yè)主要反應(yīng)為電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，為該化學(xué)工藝提供H2、HCl，所以答案是：H2、HCl．